第02讲 硫及其重要化合物(复习讲义)(北京专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-07-24
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2份
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81页
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精品
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦硫及其重要化合物,以硫单质、氧化物、硫酸及盐的“价-类”二维转化为核心,构建从物质性质到工业应用的知识网络。通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源四环节,帮助学生梳理硫元素价态变化规律,突破SO₂漂白性与还原性辨析、浓硫酸特性及硫酸根检验等难点,体现复习的系统性与针对性。
资料融合北京本土化工业(如硫酸制备)、前沿科技(硫基电池)及传统文化素材,采用“性质-转化-应用”递进教学法,设计SO₂与CO₂鉴别实验探究、硫元素转化关系模型建构等活动,培养学生科学思维与探究能力。通过解题妙招(如浓硫酸特性口诀)和分层真题训练,助力学生高效掌握高考考向,为教师把控复习节奏提供清晰框架。
内容正文:
第01讲 硫及其重要化合物
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一
硫及其氧化物的性质与应用
知识解构
知识点1
硫单质的性质及应用
∣ 知识点2
硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
知识点3
硫的氧化物(SO
2
、SO
3
)的性质及应用
考向破译
考向1 考查硫及其氧化物的性质及应用 ∣ 考向2 考查硫的氧化物的污染与防治
考点二
浓硫酸的性质及硫酸根的检验
知识解构
知识点1 硫酸的性质 ∣ 知识点2 硫酸的工业制备
知识点
3
硫酸根的检验
考向破译
考向1 考查硫酸的性质 ∣ 考向2 考查硫酸的制备
考向
3
考查
酸根离子的检验
解题妙招
1
谨记浓硫酸的特性
解题妙招
2
检验操作与易错警示
考点
三
硫及其化合物的转化关系
知识解构
知识点1
硫及其化合物的转化关系
考向破译
考向1 考查含硫化合物之间的相互转化 ∣ 考向2 考查利用转化关系推断物质
解题妙招
1
掌握两个转化关系
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
硫及硫的化合物
T8
T9(D)
T7
T5
T16
硫酸硫酸根离子、亚硫酸根离子的检验
T18
T13(D)
T7
基于价类二维图理解硫及其化合物的转化关系
T18
T15
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托北京本地煤化工、工业脱硫、硫酸工业制备、食品防腐(如红酒 / 干果二氧化硫应用)、含硫废水处理等本土化工业与生活素材,以硫、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、亚硫酸、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐、硫代硫酸盐为核心物质,融合物质转化、离子反应、氧化还原滴定计算,侧重考查元素化合物性质的实际应用与变化观念核心素养;常结合工业流程设问,区分不同价态硫化合物在除杂、漂白、防腐、尾气处理体系中的功能差异。
(2) 以新型硫基电池、烟气脱硫脱硝技术、污水处理中的硫循环、纳米硫化物材料制备等前沿科技为背景,围绕SO2的还原性与漂白性、浓硫酸的强氧化性与脱水性、S2-//转化、硫代硫酸盐的歧化反应设置选择、工艺流程填空;突出硫及其化合物氧化还原、水解平衡的综合定量分析,强化新情境下信息提取与化学建模能力。
(3) 依托古代硫磺炼制、黑火药制备、胆矾炼铜、传统硫磺熏蒸工艺、古代湿法炼铜等古文史料、传统手工业操作,结合硫的化合物转化流程考查分离提纯、鉴别、除杂操作;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向,依托传统化工工艺考查物质推断、实验操作评价,增强文化自信。
►复习目标:
1.明晰S}、H2S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、亚硫酸盐、硫酸盐、硫代硫酸盐的物理性质,熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式,梳理完整硫元素 “价 - 类” 二维转化网络,理清单质、氧化物、含氧酸、盐之间的转化逻辑。
2.区分不同价态硫S2-、S0、S4+、S6+的结构、氧化还原特性差异,熟练掌握SO2与的检验方法、含硫物质间的相互转化条件,掌握浓硫酸的特性实验要点,能规避硫相关NA计算陷阱(如浓硫酸变稀后反应停止、SO2的可逆溶解)。
3.精准辨析硫的氧化物、含氧酸、盐的稳定性、酸碱性差异,掌握亚硫酸盐、硫酸盐的水解规律、除杂与相互转化方法,能结合工业脱硫、硫酸制备等情境进行反应原理分析与实验方案评价。
· 思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 硫及其氧化物的性质与应用
知●识●解●构
知识点1 硫单质的性质及应用
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在 附近或地壳的岩层例存在;
(2)化合态:以 和 的形式存在。
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称 ,是一种 固体; 溶于水, 溶于酒精, 溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2 O2
(1)S的氧化性
①S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为 、 、 (此反应适用于除去室内洒落的 )。
②S与H2反应的化学方程式为
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为 ,在空气中燃烧火焰为 色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为 。
(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为 ,该反应中硫既是氧化剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的 。
得分速记
1.硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
2.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
知识点2 硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
1.硫化氢
1)物理性质
(1) 色,有 气味的有 气体。
(2)密度比空气 (H2S:34>空气:29)
(3) 溶于水(1:2.6),水溶液叫 ,显 酸性。
2)化学性质
(1)不稳定性:
(2)还原性
氧化性:KMnO4>Cl2>O2>Br2>I2>S>H2S
A.与O2反应(可燃性: 色火焰), 产物:S或S,SO2或SO2
O2不足:
O2足量:
B.与卤素单质的水溶液反应:
现象: 。
C.与酸性KMnO4溶液反应:
KMnO4的强氧化性体现:
现象:
2.氢硫酸的化学性质
1)还原性:同H2S气体。H2S还原性的体现: ;H2S氧化性的体现:
2)弱酸性
(1)与碱反应
(2)与活泼金属反应(氧化性)
(3)与某些盐反应(复分解反应)
①与CuSO4溶液反应: ,CuS不溶于 ,不溶于
②与Pb(Ac)2溶液反应: ,PbS不溶于 ,不溶于
③检验H2S气体: 。
3.实验室制H2S
1)原理:强酸制弱酸,
2)发生装置:固+液,不加热, 装置。
3)干燥装置:无水 ,不能用 。
4)收集装置:向 排空气法
5)尾气吸收装置:
知识点3 硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质:二氧化硫是无色、有 气味的有毒气体,是大气污染物之一;密度比空气的 ,易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约 体积SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性,与水反应: ;与NaOH(足量)反应: 。
②氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
a.与O2反应: ;
b.与卤素单质的水溶液反应: ;
c.与铁盐溶液反应: ;
d.与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀: ;
④漂白性:可使 溶液等有机色质褪色,生成 的无色化合物。
得分速记
食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化作用,如葡萄糖酿造过程添加适量SO2可以起到杀菌作用。
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4( )反应: ;
②铜与浓H2SO4混合加热: 。
(4)SO2和CO2的鉴别
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是 ;不能使品红溶液褪色的是
——
KMnO4溶液
使紫色褪去的是 ,无明显现象的是
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使橙色褪去的是 ,无明显现象的是
(4)SO2和CO2的鉴别
硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀的是 ,无明显现象的是
3SO2+2HNO3+2H2O===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3溶液
使棕黄色变为浅绿色的是 ,无明显现象的是
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用 鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使 变浑浊
得分速记
1.SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
2.SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
3.SO2氧化性的表现:SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
4.三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、持久
无选择性
加合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而退色
活性炭
物理变化
吸附色素
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为 态,在标准状况下为 态。
(2)化学性质(酸性氧化物)
①与水反应:SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热)
②与氧化钙反应:
③与氢氧化钠反应:SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O 、与Ca(OH)2反应:
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含 及 等。
(2)危害:危害人体健康,形成 (pH小于 )。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的 ,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
(5)四种常见的SO2尾气处理方法
方法一:钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成 ,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,总反应方程式为 。
方法二:氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3,然后进一步氧化)
方法三:钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学方程式为
①吸收反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考●向●破●译
考向1 考查硫及其氧化物的性质及应用
例1(2026·北京·三模)将一定量的硫粉与铁粉混合(如图所示),用灼热的玻璃棒加热引发反应。观察到固体呈红热状态并持续扩散,并伴有刺激性气味,冷却后得到黑色固体;向黑色固体中加入盐酸,产生臭鸡蛋气味气体(经检验为),溶液变为浅绿色。下列分析不正确的是
A.由“红热状态持续扩散”,推测实验过程中存在放热反应
B.由“伴有刺激性气味”,推测S与反应生成了
C.由“黑色固体溶于盐酸产生”,推测被还原为-2价
D.由“黑色固体溶于盐酸后溶液呈浅绿色”,推测Fe被S氧化为+2价
解题妙招
硫黄氧化金属低,燃烧蓝焰生SO2;二氧化硫三特性,酸雨漂白还原
【变式1·变载体】(2026·北京·模拟预测)亚硫酰氯()是一种重要的氯化剂、溶剂和吸水剂。某小组制备亚硫酰氯并探究其性质,装置如图所示。已知:的沸点为77℃,遇水剧烈反应:、的沸点分别为、;硫在119℃时开始熔化,沸点为444℃。控制B装置加热温度为(加热装置已略去)。
回答下列问题:
(1)实验室制备宜选择下列试剂中的_______(填标号)。
a.固体和75%硫酸 b.固体和10%硫酸 c.溶液和75%硫酸
(2)A装置的作用有三个:干燥气体、_______、_______。
(3)实验前将B装置中的活性炭粉(不参与反应)和硫粉铺平,其目的是_______;制备的化学方程式为_______。
(4)C装置中冰水的作用是_______。
(5)从实验简约性角度考虑,D、E装置可以用下列装置中的_______替代。
(6)探究的性质。向盛有10 mL水的锥形瓶中小心滴加10滴,可观察到反应剧烈,液面上有白雾形成,并逸出有刺激性气味的气体,该气体能使品红溶液褪色。轻轻振荡锥形瓶,待白雾消失后,向溶液中滴加溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出。
①将溶液蒸干并灼烧得不到无水,而将与混合并加热,可得到无水,写出该反应的化学方程式:_______。
②受①启发,有同学将和 混合共热制备无水,结果发现中混有,分析其原因:_______。
【变式2】(2026·北京·模拟预测)为探究SO2与K2FeO4的反应产物,进行如下实验。向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,充分反应后过滤,得到沉淀X和滤液Y。将沉淀X洗净后,分别用足量且相同pH的盐酸、草酸(H2C2O4)溶液完全溶解。对所得溶解液,分别进行①~⑤实验(忽略空气的影响),如下图所示。
已知:i.X中可能含有Fe3+、、、OH-。
ii.。
下列说法不正确的是
A.仅凭实验②,不能判断沉淀X中是否含有
B.实验③中蓝色褪去,是因为I2被还原的速率快于I-被Fe3+氧化的速率
C.使用草酸溶解X的目的是形成,以促进X的溶解
D.结合氧化还原反应规律与上述实验,推断滤液Y中一定含有
【变式3】(2026·北京东城·二模)以下反应中硫元素只被氧化的是
A.硫粉和铁粉混合均匀,加热,生成黑色固体
B.向溴水中通入二氧化硫气体,溶液褪色
C.向硫化钠溶液中加入几滴硝酸银溶液,生成黑色沉淀
D.向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸,出现乳白色浑浊
考向2 考查硫的氧化物的污染与防治
例2(2024·北京朝阳·一模)下列方程式与所给事实不相符的是
A.Al溶于NaOH溶液产生无色气体:2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
B.用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S产生黑色沉淀:Cu2++S2-=CuS↓
C.Fe(OH)2在空气中放置最终变为红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
D.乙醛与新制的Cu(OH)2在加热条件下产生砖红色沉淀:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
【变式1·变载体】探究一定浓度与卤素离子(、、)的反应。实验如下:
(1)a.用酸化的溶液检验白雾,产生白色沉淀;
b.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化。白雾中含有___________。
(2)用溶液检验iii中气体,产生黑色沉淀,该气体是___________。
(3)检验ii中产物:
Ⅰ.用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体,试纸变蓝,说明含。
Ⅱ.取ii中部分溶液,用萃取。层显棕红色,水层(溶液)无色。证实溶液中含,过程如下:
①白色沉淀1的成分是___________。
②生成黄色沉淀3的离子方程式是___________。
(4)已知:(、、)。探究ii中溶液存在、的原因:将ii中溶液用水稀释,溶液明显褪色,推测褪色原因:
a. 与发生了反应。
b.加水稀释导致溶液颜色变浅。
c.与在溶液中发生了反应。
①资料: ,判断___________(填“是”或“不是”)主要原因。
②实验证实不是主要原因,所用试剂和现象是___________。
可选试剂:溶液、、溶液
③原因成立。稀释前溶液未明显褪色,稀释后明显褪色,试解释原因:___________。
(5)实验表明,一定浓度能氧化、,不能氧化,从原子结构角度说明___________。
【变式2·变题型】(2024·北京东城·一模)溶液久置变为黄色(记为溶液A)。探究溶液A中阴离子的种类。
已知:
ⅰ.
ⅱ.某些盐的溶解性(注:、同主族)
盐
ZnS(白色)
CuS(黑色)
SrS
溶解性
难溶
极难溶
易溶
难溶
难溶
易溶
ⅲ.、、、、ZnS均可被氧化。
(1)查阅资料可知,溶液变黄是因为生成了,转化为时,溶液的pH会___________(填“升高”或“降低”)。
(2)探究溶液A中含硫粒子的种类。
①加入过量盐酸后的现象证实A中存在和___________(填离子符号)。
②向少量含淀粉的稀碘水中滴加滤液2(已调至中性),___________(填现象),证实溶液A中有。
③加入过量溶液的目的是___________。
(3)利用如下实验可测定中x的值。
【实验原理】,其中和的化学计量数之比等于___________。通过测定和可确定x的值。
【实验过程】
实验Ⅰ
实验Ⅱ
①实验Ⅰ中加入的目的是除去,相关离子方程式是___________。
②实验Ⅱ中操作X是加入___________(补全试剂和操作)。
③用标准溶液滴定___________(填序号,下同),可确定;再用标准溶液滴定___________,可确定。(说明:滴定过程中需调节pH)
a.溶液A b.溶液 c.沉淀E d.溶液F
【数据处理】计算x的值。
【变式3·变考法】干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中的常用方法,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.单质硫为黄色固体
B.脱硫反应为
C.该方法中可循环利用的物质是
D.脱硫过程中,增大反应物的接触面积可提高脱硫速率
考点二 浓硫酸的性质及硫酸根的检验
知●识●解●构
知识点1 硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
硫酸是一种 、 ,密度比水 。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是
2.稀硫酸——具有酸的通性
硫酸是 ,在水溶液中发生电离的化学方程式为H2SO4===2H++SO,因此,硫酸具备酸的通性,可与酸碱指示剂作用,也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应
(1)与酸碱指示剂发生显色反应:遇紫色石蕊变红,遇酚酞不变色
(2)与活泼金属反应产生氢气:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
(3)与碱性氧化物反应生成盐和水:MgO+H2SO4===MgSO4+H2O
(4)与碱发生中和反应:
(5)与某些盐反应生成新盐和新酸:
3.浓硫酸的特性
(1) :浓H2SO4能吸收物质(气体、结晶水化物)中湿存的水分,利用此性质可用浓H2SO4作 ,干燥一些不与浓硫酸反应的气体(中性或酸性气体且无还原性的气体)
①能干燥的气体:H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
②不能干燥的气体:碱性气体(NH3等);还原性气体(如 H2S、HBr、HI 等)
(2)脱水性:浓硫酸能将组成有机物的H、O元素按原子个数比2:1以“H2O”的形式脱去的性质
(3)强氧化性
①与金属铜的反应:
实验过程
在带有导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里,观察溶液的颜色
实验装置
实验现象
①a试管中铜丝表面有气泡产生;b试管中的溶液逐渐变为无色;c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
②将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液显蓝色
实验结论
Cu与浓硫酸反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验说明
a.通过 来控制反应的发生或停止
b.浸有碱液的棉花团可以吸收 ,以防止污染环境
c.Cu与浓硫酸的反应中,浓H2SO4的作用:
②与其他金属反应的规律
a.除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用,在这些氧化还原反应中,浓H2SO4还原产物为SO2
b.与铁、铝的反应:常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化(化学变化),从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用 来盛装浓硫酸。加热时,浓硫酸能与铁反应
浓硫酸与铁共热:
c.与活泼金属反应:与活泼金属(Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变稀后,成成的气体为H2
Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O, Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑
d.与不活泼金属反应:随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止
如:1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 mol
③与非金属的反应——反应需要加热,否则不反应
a.与木炭反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
b.与硫的反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
c.与红磷反应:2P+5H2SO4(浓)2H3PO4+5SO2↑+2H2O
④与具有还原性的化合物反应,与H2S、FeSO4、HI、HBr等物质反应
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
2FeSO4+2H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O
得分速记
1.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性,而浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性
2.浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2
3.常温下与活泼金属反应表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐和SO2,硫酸变稀后,生成的气体为H2
4.加热与不活泼金属反应时,即使金属过量也不能使H2SO4完全反应,也不会产生H2
5.与不活泼金属和非金属反应时,反应需要加热,否则不反应
4.浓硫酸和稀硫酸的鉴别
物质
方法
浓硫酸
稀硫酸
物理
性质
加水
放出大量热
无明显变化
观状态
密度
ρ浓H2SO4>ρ稀H2SO4
化学
性质
铁片
无明显变化(钝化)
铁片逐渐溶解,并产生无色气体
铜片(加热)
铜片溶解,产生无色气体
不反应
白纸
变黑
无明显变化
胆矾
知识点2 硫酸的工业制备
工业制硫酸的原理示意图
上述流程涉及的化学方程式
①S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②2SO2+O22SO3
③SO3+H2O===H2SO4
知识点3 硫酸根的检验
1.SO的检验(干扰离子可能有:CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+、PO43-等)
操作方法:被检液无明显现象(若有沉淀,静置后取上层清液)有无白色沉淀(若有白色沉淀产生,则说明待检验溶液中含有SO;若无白色沉淀产生,则说明待检验溶液中不含SO)
得分速记
1.先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生
2.可能发生反应的离子方程式有
CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓
3.答题模板:取少量溶液于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明有SO
2.SO的检验
被检液沉淀气体品红溶液褪色,说明含SO
(1)原理:SO+2H+===SO2↑+H2O;SO+Ca2+===BaSO3↓;CaSO3+2H+===Ca2++SO2↑+H2O
(2)操作方法:取少量溶液于试管中,加入 生成 ,再加入 ,将产生的气体通入 ,红色 ,则含有SO
考●向●破●译
考向1 考查硫酸的性质
例1(2026·北京丰台·二模)实验室用如下装置制取并检验乙烯。
下列说法不正确的是
A.配制混合液时,先向烧瓶中加乙醇,再缓慢加入浓硫酸
B.实验时应迅速升温至170℃,温度低易发生取代反应生成乙醚
C.乙醇和浓反应生成乙烯说明浓硫酸具有脱水性
D.试剂X为,排除的干扰物为乙醇
解题妙招
谨记浓硫酸的特性
1. 强氧化性:浓硫酸在加热条件下显示强氧化性(+6价硫体现了强氧化性),能与大多数金属反应,也能与非金属反应,常温下,铁铝遇浓硫酸钝化,可用铝罐车或铁罐车运输浓硫酸。
2. 脱水性:能将有机物(蔗糖、棉花等)以水分子中H和O原子个数比2︰1脱水,炭化变黑。
3. 吸水性:浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气,可作干燥剂,可干燥H2、O2、SO2、CO2等气体,但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI四种气体。
【变式1】(2024·北京·三模)蔗糖与浓硫酸发生反应时有白雾产生。某化学小组对其成分进行探究。
查阅资料:
i.白雾中可能含有、、、水蒸气。
ii.常温下,可与银氨溶液反应:。
iii.文献中实验及现象如下:
a处注入浓硫酸后,混合物逐渐变为黑色,黑色物质体积膨胀,生成白雾:c、d处颜色褪去;e处固体白色变为蓝色;f处产生少量白色浑浊;g处生成黑色浑浊。
.小组同学对文献中实验现象进行分析。
(1)a处变为黑色,体现浓硫酸___________性。
(2)针对c、d、e处现象,分析不正确的是___________。
A.c处品红褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
B.d处可能是使高锰酸钾溶液褪色
C.将e处无水移至a、c之间,可证明产物有水
(3)f处沉淀较少,可能是因为通入气体过量导致。写出过量时,沉淀变少的化学方程式___________。
(4)经检验,g处黑色固体是Ag,但不能确认白雾含。从氧化还原角度说明理由___________。
.综合上述分析,小组同学对实验进行改进。
(5)证明有生成的实验现象是___________。
(6)设计实验证明反应后k处溶液中含有。取反应后k处溶液,___________。(写出实验操作、预期现象与结论)
【变式2】以下关于SO2的生成、检验、吸收的说法正确的是
A.利用反应Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+H2↑产生SO2
B.浓硫酸中S元素均从+6价降低为了+4价
C.SO2是酸性氧化物,因此可以用碱吸收
D.在此反应中,浓硫酸体现脱水性
【变式3】(2026·北京西城·二模)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,②中现象能证实①中生成指定产物的是
选项
①中实验
产物
②中现象
A
加热NH4Cl与浓NaOH的混合液
NH3
酚酞溶液变红
B
加热Cu与浓硫酸的混合物
SO2
BaCl2溶液出现浑浊
C
加热镁条与水的混合物
H2
肥皂水冒泡
D
加热1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液
1-丁烯
酸性KMnO4溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
考向2 考查硫酸的制备
例2(2025·北京通州·一模)工业上以硫黄为原料生产硫酸的主要流程如下。
已知:步骤Ⅱ中的平衡转化率随温度和压强的变化情况如下表。
温度/℃
平衡时的转化率/%
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
5 MPa
10 MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ中进料温度超过硫的沸点,部分硫蒸气直接进入步骤Ⅱ,会导致硫的利用率降低
B.步骤Ⅱ中通入过量的空气,目的是提高的平衡转化率
C.从节能角度考虑,步骤Ⅱ中实际生产中应选择450℃和0.1 MPa
D.步骤Ⅲ中用吸收
【变式1】(2025·北京海淀·一模)是一种重要的工业原料。
(1)古代曾以绿矾()干馏产物制备。加热绿矾后得到红棕色粉末,同时生成两种硫的氧化物,反应的化学方程式为_______。
(2)早期工业上采用铅室法制硫酸,反应过程如下:
i.
ii.
iii.
①铅室法制硫酸的总反应为_______。
②的结构式为其中原子的杂化方式为_______。
(3)现代工业采用接触法制硫酸。
①在接触室发生反应不同的温度和压强下,的平衡转化率如图,图中横坐标代表_______(填“温度”或“压强”)。
②接触室中,催化剂分多层放置。原料气每经过一层催化剂发生反应后,用换热器将热量导出并用于原料气的预热。从反应速率与平衡的角度解释上述设计的目的:_______。
(4)用软锰矿浆(主要成分为)吸收制硫酸尾气中的,并制备。
①用软锰矿浆吸收时发生反应的化学方程式为_______。
②测定吸收后所得溶液中元素的含量。取待测液,加入溶液,充分反应后,加热煮沸,去除过量的,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
已知:
待测液中元素的含量为_______。
③若未加热煮沸,会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【变式2】(2024·北京·高考真题)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【变式3】(25-26高三上·北京海淀·期末)硫酸是重要化工原料,工业生产硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.Ⅰ的化学方程式:
B.Ⅱ中排放出的和可循环利用
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用水吸收
考向3 考查酸根离子的检验
例3(2025·北京·三模)实验小组探究溶液酸碱性对锰化合物和氧化还原反应的影响。
资料:i.呈绿色,为棕黑色沉淀,几乎无色。
ii.在强碱性溶液中能稳定存在。在酸性、中性或弱碱性溶液中易转化为和。
iii.为微溶物。
实验
试剂
现象
I
a:10滴溶液
b:20滴溶液
溶液紫色变浅至接近无色,静置一段时间后出现乳白色浑浊。
II
a:10滴蒸馏水
b:20滴溶液
紫色溶液逐渐褪色,产生棕黑色沉淀。
III
a:10滴溶液
b:2滴溶液和18滴蒸馏水
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置5min,未见明显变化。
IV
a:10滴溶液
b:20滴溶液
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置5min,绿色变浅,有棕黑色沉淀生成。
(1)用离子方程式解释实验I中出现乳白色浑浊的原因_______。
(2)已知,实验I、II、III中均被氧化为。针对实验II、III进行分析:
①证实II所得溶液中有的方案与现象为_______。
②取少量III中所得溶液加入足量稀盐酸后,再加入溶液能观察到有白色沉淀生成。由此判断III中生成。此结论是否正确,理由是_______。
通过其他实验方案证实Ⅲ中生成了。
(3)针对实验III、IV进行分析:
①实验III中“溶液变为绿色”相应反应的离子方程式为_______。
②实验IV中“静置5min,有棕黑色沉淀生成”的可能原因(写出2点):_______。
(4)针对实验III、IV继续探究:
①实验V:向实验III的试管中继续滴加足量,振荡,溶液立即变为紫红色,产生棕黑色沉淀。
②实验VI:向实验IV的试管中继续滴加足量,振荡,绿色溶液迅速变为无色,棕黑色沉淀逐渐减少直至消失。静置一段时间后,出现乳白色浑浊。
对比实验V、VI,结合方程式分析实验VI滴加后溶液未见紫红色的可能原因_______。
(5)综合上述实验,在下图中用连线的方式补充实验I~VI已证实的锰化合物转化关系_______。
解题妙招
检验操作与易错警示
检验需严格遵循操作顺序,优先排除易干扰离子(如Ag+、CO32-),再针对目标离子设计验证链:
1.检验操作
①取样 → 加稀硫酸/盐酸 → 生成气体 → 通入品红溶液 → 褪色且加热复色 → 确认SO32-;
浓度影响: 低浓度SO32-:直接在酸化后的溶液中加品红(避免气体逸散损失);高浓度SO32-:气体通入品红(减少溶液杂质干扰)。
②取样 → 加足量稀盐酸酸化(无沉淀/气泡) → 再加BaCl2溶液 → 白色沉淀不溶 → 确认SO42-。
关键细节:盐酸需过量,确保完全排除CO32-、SO32-干扰;若直接加BaCl2产生沉淀,需用盐酸验证溶解性(BaCO3/BaSO3可溶)
2.易错警示
①SO42-检验三大禁忌:禁用硝酸酸化(氧化SO32-→SO42-造成假阳性);禁用Ba(NO3)2溶液(酸性条件下NO3-氧化SO32-);盐酸酸化后出现沉淀,需先过滤再检SO42-(防Ag+干扰)。
②SO32-检验的干扰气体:若气体使品红褪色但不恢复,可能是Cl2而非SO2;需通过酸性KMnO₄褪色或气味辅助鉴别。
【变式1】(2025·北京大兴·三模)下列实验的对应操作中不合理的是
A.制备晶体
B.检验是否沉淀完全
液面距刻线约 1 cm
C.从模拟侯氏制碱法获得后的母液中获取晶体
D.配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
A.A B.B C.C D.D
【变式2】(2025·北京·模拟预测)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作不符合规范的是
A.铜与浓硫酸反应并检验气态产物
B.检验是否沉淀完全
C.制备晶体
D.证明苯和液溴为取代反应
A.A B.B C.C D.D
【变式3】(2024·北京大兴·三模)某实验小组研究FeCl3溶液与Na2SO3溶液之间的反应,进行如下实验探究:
编号
实验试剂及用量
开始混合时现象
30min时
3天后
I
取1.0mol/LFeCl3溶液2mL滴加1.0mol/LNa2SO3溶液2滴
溶液立即变为红色
红色明显变浅
溶液呈黄绿色
Ⅱ
取1.0mol/LNa2SO3溶液2mL滴加1.0mol/LFeCl3溶液2滴
溶液立即变为红色,比I中略浅
与开始混合时一致
溶液呈黄绿色
查阅资料:
下列说法不正确的是
A.配制 FeCl3溶液时,先将FeCl3溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度是为了抑制Fe3+的水解
B.上述实验在开始混合时观察到的现象不涉及氧化还原反应,实验Ⅱ中红色比I中略浅的原因可能是Fe3+起始浓度小
C.1~30min立即变红,随后变浅,证明生成红色配合物速率较快,红色配合物生成橙色配合物速率较慢
D.取黄绿色溶液先滴加HCl溶液,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,可证明FeCl3溶液与Na2SO3溶液发生了氧化还原反应
考点三 硫及其化合物的转化关系
知●识●解●构
知识点1 硫及其化合物的转化关系
1.不同价态硫元素之间的相互转化
2.同种价态硫元素之间的转化
3.硫及其化合物之间的转化规律
(1)从价态类别角度认识不同价态的硫元素之间的相互转化,发生氧化还原反应,主要是氧化剂和还原剂之间的转化。硫元素化合价升高或降低时,一般升高或降低到其 的价态。含硫元素高价态的物质与含硫元素低价态的物质反应时,一般生成 价态。同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应。写出反应方程式:2H2S+SO2 、2S2-+S+6H+ 。
(2)从物质类别的角度认识相同价态的硫元素之间的相互转化,发生非氧化还原反应。如SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化,H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化,可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。
写出反应②③④的化学方程式:
② ;
③ ;
④ 。
(3)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
如:H2S SO2SO3
写出(3)(4)(5)反应的化学方程式:
(3)2SO2+O22SO3;
(4)S+H2H2S;
(5)SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
得分速记
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有:
氮元素
钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素:CCOCO2H2CO3
另外有机化学中也常有连续氧化的过程:
R—CH2—OHR—CHOR—COOH
CH2===CH2CH3CHOCH3COOH
考●向●破●译
考向1 考查含硫化合物之间的相互转化
例1能实现下列物质间直接转化的元素是
单质氧化物酸(或碱)盐
A.Si B.S C.Fe D.Cu
解题妙招
掌握两个转化关系
(1) H2SSO2SO3H2SO4;
(2) (2)SSO2SO3H2SO4
【变式1】(2026·北京丰台·一模)下列物质的用途体现价S的氧化性的是
A.工业上常用漂白纸浆 B.利用遇产生S可处理两种有毒气体
C.常用作食品抗氧化剂 D.实验室用与70%硫酸反应制取
【变式2】(2025·北京海淀·二模)小组同学设计如下实验探究溶液与S的反应。
资料ⅰ.溶液中与S反应可能得到、或
资料ⅱ.不与6盐酸反应,和在6盐酸中均发生沉淀的转化。
根据实验推测,下列说法不正确的是
A.无色溶液a中不含或
B.固体b和c均为
C.银元素的价态不变,推测对S的氧化还原反应无影响
D.若增大溶液浓度和硫粉的用量,固体b中可能混有
【变式3】(2025·北京石景山·一模)是一种重要的工业原料,硫酸工业的发展进程大体可分为前工业生产、硝化法制硫酸的铅室法、硝化法制硫酸的塔式法和接触法制硫酸阶段。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆()取精华法”,补全反应的化学方程式______:
①____________;
②。
(2)一种硝化法制硫酸的反应原理分三步进行。
①被还原为NO,写出上述过程中硫元素被氧化的方程式______。
②中混有,有利于的氧化,原因是______。
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:。
①其他条件不变时,为寻求反应时的最佳操作温度(某一转化率下,反应速率最快时的温度),绘制某一转化率()下,反应速率(数值已略去)与温度的关系,如图所示。
解释时越大反应速率数值越低的原因______;越大最佳操作温度越______(填“高”或“低”)。
②平衡转化率下所对应的温度叫平衡温度。其他条件不变时,转化率(非平衡时或平衡时)与最佳操作温度、平衡温度的关系如下图所示。
曲线1为______温度曲线(填“平衡”或“最佳操作”),原因是______。
考向2 考查利用转化关系推断物质
例1(25-26高三上·北京·期末)下列各组物质之间不可能实现如图所示转化的是
选项
X
Y
Z
M
A
S
B
C
CO
C
D
A.A B.B C.C D.D
【变式1】下表是部分城市某日空气质量日报:
城市
污染指数
首要污染物
空气质量等级
A
98
23
67
Ⅱ
B
47
29
35
Ⅰ
C
62
80
113
Ⅲ
D
52
76
59
Ⅰ
(1)由表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是___________和可吸入颗粒物。
(2)的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原因之一可简单表示如图:
请回答下列问题:
①含硫燃料燃烧会直接产生___________影响空气质量。
②反应的化学方程式为___________。
③在一段时间内连续不断测定溶液D的,发现变小,表示该变化的化学方程式是___________。
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,写出该反应的离子方程式:___________。
【变式2】某精选的硫铁矿主要成分为二硫化亚铁(FeS2)和二氧化硅。利用其生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图:
(1)接触室中SO2与O2反应,控制反应条件为400℃、催化剂,目的是___________。
(2)吸收塔中发生反应的化学方程式为___________。
(3)反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有___________。
(4)反应釜Ⅱ,当固体X为铁粉时,铁粉的作用有___________。
(5)反应釜Ⅱ,当固体X为硫铁矿时,在氧化亚铁硫杆菌催化作用下,溶液a与FeS2发生反应。
①将离子方程式补充完整:_______________。
FeS2+ + Fe2+++
②研究温度对该反应的影响,发现随温度升高反应速率加快,但是当温度高于25℃时,反应速率下降。分析下降的原因是___________。
(6)从矿物资源充分利用的角度对该流程进行优化改进,可采取的措施是___________。
【变式3】短周期元素X、Y、Z在周期表中所处的位置如图所示,三种元素的原子质子数之和为32,下列说法正确的是
A.三种元素的气态氢化物都是弱电解质
B.三种元素中,Z元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强
C.元素的气态氢化物能与的最高价氧化物对应的水化物发生反应
D.Y元素的气态氢化物不能与Y的最高价氧化物对应的水化物发生反应
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·北京卷,8,3分)下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
和浓硫酸
常温
固体
加热
银氨溶液
溶液和氨水
常温
固体和稀盐酸
加热
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·北京卷,9,3分)依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
固体与浓硫酸反应可制备气体
固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B
难溶于盐酸,可作“钡餐”使用
可代替作“钡餐”
C
盐酸和溶液反应是吸热反应
盐酸和溶液反应是吸热反应
D
的沸点高于
的沸点高于
A.A B.B C.C D.D
3.(2025·北京卷,7,3分)下列实验的相应操作中,不正确的是
A.制备并检验
B.实验室制取
为防止有害气体逸出,先放置浸溶液的棉团,再加热
实验结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
C.分液
D.蒸馏
先打开分液漏斗上方的玻璃塞,再打开下方的活塞
冷却水从冷凝管①口通入,②口流出
A.A B.B C.C D.D
4.(2024·北京卷,7,3分)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
5.(2025·北京卷,18,13分)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由制的热化学方程式为_______。
(2)制
I.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是_______。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是_______,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有_______。
(3)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
①,与优先反应的离子是_______。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因:_______。
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第01讲 硫及其重要化合物
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一
硫及其氧化物的性质与应用
知识解构
知识点1
硫单质的性质及应用
∣ 知识点2
硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
知识点3
硫的氧化物(SO
2
、SO
3
)的性质及应用
考向破译
考向1 考查硫及其氧化物的性质及应用 ∣ 考向2 考查硫的氧化物的污染与防治
考点二
浓硫酸的性质及硫酸根的检验
知识解构
知识点1 硫酸的性质 ∣ 知识点2 硫酸的工业制备
知识点
3
硫酸根的检验
考向破译
考向1 考查硫酸的性质 ∣ 考向2 考查硫酸的制备
考向
3
考查
酸根离子的检验
解题妙招
1
谨记浓硫酸的特性
解题妙招
2
检验操作与易错警示
考点
三
硫及其化合物的转化关系
知识解构
知识点1
硫及其化合物的转化关系
考向破译
考向1 考查含硫化合物之间的相互转化 ∣ 考向2 考查利用转化关系推断物质
解题妙招
1
掌握两个转化关系
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
硫及硫的化合物
T8
T9(D)
T7
T5
T16
硫酸硫酸根离子、亚硫酸根离子的检验
T18
T13(D)
T7
基于价类二维图理解硫及其化合物的转化关系
T18
T15
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托北京本地煤化工、工业脱硫、硫酸工业制备、食品防腐(如红酒 / 干果二氧化硫应用)、含硫废水处理等本土化工业与生活素材,以硫、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、亚硫酸、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐、硫代硫酸盐为核心物质,融合物质转化、离子反应、氧化还原滴定计算,侧重考查元素化合物性质的实际应用与变化观念核心素养;常结合工业流程设问,区分不同价态硫化合物在除杂、漂白、防腐、尾气处理体系中的功能差异。
(2) 以新型硫基电池、烟气脱硫脱硝技术、污水处理中的硫循环、纳米硫化物材料制备等前沿科技为背景,围绕SO2的还原性与漂白性、浓硫酸的强氧化性与脱水性、S2-//转化、硫代硫酸盐的歧化反应设置选择、工艺流程填空;突出硫及其化合物氧化还原、水解平衡的综合定量分析,强化新情境下信息提取与化学建模能力。
(3) 依托古代硫磺炼制、黑火药制备、胆矾炼铜、传统硫磺熏蒸工艺、古代湿法炼铜等古文史料、传统手工业操作,结合硫的化合物转化流程考查分离提纯、鉴别、除杂操作;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向,依托传统化工工艺考查物质推断、实验操作评价,增强文化自信。
►复习目标:
1.明晰S}、H2S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、亚硫酸盐、硫酸盐、硫代硫酸盐的物理性质,熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式,梳理完整硫元素 “价 - 类” 二维转化网络,理清单质、氧化物、含氧酸、盐之间的转化逻辑。
2.区分不同价态硫S2-、S0、S4+、S6+的结构、氧化还原特性差异,熟练掌握SO2与的检验方法、含硫物质间的相互转化条件,掌握浓硫酸的特性实验要点,能规避硫相关NA计算陷阱(如浓硫酸变稀后反应停止、SO2的可逆溶解)。
3.精准辨析硫的氧化物、含氧酸、盐的稳定性、酸碱性差异,掌握亚硫酸盐、硫酸盐的水解规律、除杂与相互转化方法,能结合工业脱硫、硫酸制备等情境进行反应原理分析与实验方案评价。
· 思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 硫及其氧化物的性质与应用
知●识●解●构
知识点1 硫单质的性质及应用
1.硫元素的存在形态
(1)游离态:在火山口附近或地壳的岩层例存在;
(2)化合态:以硫化物和硫酸盐的形式存在。
2.硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素异形体,如单斜硫、斜方硫等。
3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质
H2 O2
(1)S的氧化性
①S与Fe、Cu、Hg反应的化学方程式依次为Fe+SFeS、2Cu+SCu2S、S+Hg===HgS(此反应适用于除去室内洒落的Hg)。
②S与H2反应的化学方程式为S+H2H2S
(2)S的还原性
①S与O2反应的化学方程式为S+O2SO2,在空气中燃烧火焰为淡蓝色。
②与强氧化剂反应(如浓硫酸)的化学方程式为S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O。
(3)S与NaOH溶液反应的化学方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应中硫既是氧化剂,又是还原剂,此反应可用于除去试管内黏附的S。
得分速记
1.硫与变价金属反应时,生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。
2.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,可撒上硫粉进行处理。
知识点2 硫的氢化物——硫化氢及氢硫酸
1.硫化氢
1)物理性质
(1)无色,有臭鸡蛋气味的有毒气体。
(2)密度比空气大(H2S:34>空气:29)
(3)微溶于水(1:2.6),水溶液叫氢硫酸,显弱酸性。
2)化学性质
(1)不稳定性:H2SS+H2
(2)还原性
氧化性:KMnO4>Cl2>O2>Br2>I2>S>H2S
A.与O2反应(可燃性:淡蓝色火焰), 产物:S或S,SO2或SO2
O2不足:2H2S+O22S+H2O
O2足量:2H2S+3O22SO2+H2O
B.与卤素单质的水溶液反应: H2S+X2=S↓+2HX(X=Cl、Br、I)
现象:溴水/碘水褪色且生成淡黄色沉淀。
C.与酸性KMnO4溶液反应:2KMnO4+5H2S+3H2SO4=5S↓+K2SO4+2MnSO4+8H2O
KMnO4的强氧化性体现:+7价Mn
现象:酸性KMnO4溶液的颜色变浅(MnO4-:紫红色)或消失
2.氢硫酸的化学性质
1)还原性:同H2S气体。H2S还原性的体现:-2价S;H2S氧化性的体现:+1价H
2)弱酸性
(1)与碱反应
(2)与活泼金属反应(氧化性)
(3)与某些盐反应(复分解反应)
①与CuSO4溶液反应:H2S+CuSO4=CuS(黑色)↓+H2SO4,CuS不溶于水,不溶于酸
②与Pb(Ac)2溶液反应:H2S+Pb(Ac)2=PbS(黑色)↓+2HAc,PbS不溶于水,不溶于酸
③检验H2S气体:上述溶液或湿润的Pb(Ac)2试纸。
3.实验室制H2S
1)原理:强酸制弱酸,FeS+H2SO4=H2S↑+FeSO4
2)发生装置:固+液,不加热,简易发生装置。
3)干燥装置:无水CaCl2或P2O5,不能用浓硫酸(强氧化性)。
4)收集装置:向上排空气法
5)尾气吸收装置:NaOH溶液
知识点3 硫的氧化物(SO2、SO3)的性质及应用
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质:二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体,是大气污染物之一;密度比空气的大,易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性,与水反应:SO2+H2OH2SO3;与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O。
②氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
a.与O2反应:2SO2+O22SO3;
b.与卤素单质的水溶液反应:X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I);
c.与铁盐溶液反应:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe3++2H++SO42-;
d.与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀:2CuX2+SO2+2H2O=2CuX↓+H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I);
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的无色化合物。
得分速记
食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化作用,如葡萄糖酿造过程添加适量SO2可以起到杀菌作用。
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;
②铜与浓H2SO4混合加热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(4)SO2和CO2的鉴别
试剂
现象及结论
原理(化学方程式)
品红溶液
使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2
——
KMnO4溶液
使紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
溴水
使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2
(4)SO2和CO2的鉴别
硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2
3SO2+2HNO3+2H2O===3H2SO4+2NO↑
Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+2HNO3
FeCl3溶液
使棕黄色变为浅绿色的是SO2,无明显现象的是CO2
2FeCl3+SO2+2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl
澄清石灰水
不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2,原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊
得分速记
1.SO2只能使紫色的石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
2.SO2的漂白性和还原性的区别:SO2使品红溶液退色表现的是SO2的漂白性,加热后溶液颜色复原;SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水退色表现的是SO2的还原性,加热后溶液颜色不复原。
3.SO2氧化性的表现:SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现淡黄色沉淀,表现了SO2的氧化性。
4.三类漂白剂的区别
类型
原理
举例
特点
备注
氧化型
将有机色质内部“生色团”破坏掉
HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等
不可逆、持久
无选择性
加合型
与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质
SO2
可逆、不持久
有选择性
吸附型
将有色物质吸附而退色
活性炭
物理变化
吸附色素
2.三氧化硫(SO3)
(1)物理性质:熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,在常温下为液态,在标准状况下为固态。
(2)化学性质(酸性氧化物)
①与水反应:SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热)
②与氧化钙反应:SO3+CaO===CaSO4
③与氢氧化钠反应:SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O 、与Ca(OH)2反应:SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O。
3.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。
(2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
途径2:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4。
(5)四种常见的SO2尾气处理方法
方法一:钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,总反应方程式为 2CaO+2SO2+O22CaSO4。
方法二:氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3,然后进一步氧化)
方法三:钠碱脱硫法
钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
方法四:双碱脱硫法
先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液进行再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,化学方程式为
①吸收反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,2Na2SO3+O2===2Na2SO4。
②再生反应:Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ca(OH)2===CaSO4↓+2NaOH。
考●向●破●译
考向1 考查硫及其氧化物的性质及应用
例1(2026·北京·三模)将一定量的硫粉与铁粉混合(如图所示),用灼热的玻璃棒加热引发反应。观察到固体呈红热状态并持续扩散,并伴有刺激性气味,冷却后得到黑色固体;向黑色固体中加入盐酸,产生臭鸡蛋气味气体(经检验为),溶液变为浅绿色。下列分析不正确的是
A.由“红热状态持续扩散”,推测实验过程中存在放热反应
B.由“伴有刺激性气味”,推测S与反应生成了
C.由“黑色固体溶于盐酸产生”,推测被还原为-2价
D.由“黑色固体溶于盐酸后溶液呈浅绿色”,推测Fe被S氧化为+2价
【答案】D
【详解】A.灼热玻璃棒引发后反应自行维持红热并持续扩散,说明反应放热,A正确;
B.刺激性气味来自硫粉在空气中受热生成的,B正确;
C.黑色固体溶于盐酸产生,说明固体中含-2价硫,即S被Fe还原,C正确;
D.溶液呈浅绿色说明含,但既可能来自FeS与盐酸反应,也可能来自过量铁粉与盐酸反应,不能据此直接推断Fe被S氧化为+2价,D错误;
答案选D。
解题妙招
硫黄氧化金属低,燃烧蓝焰生SO2;二氧化硫三特性,酸雨漂白还原
【变式1·变载体】(2026·北京·模拟预测)亚硫酰氯()是一种重要的氯化剂、溶剂和吸水剂。某小组制备亚硫酰氯并探究其性质,装置如图所示。已知:的沸点为77℃,遇水剧烈反应:、的沸点分别为、;硫在119℃时开始熔化,沸点为444℃。控制B装置加热温度为(加热装置已略去)。
回答下列问题:
(1)实验室制备宜选择下列试剂中的_______(填标号)。
a.固体和75%硫酸 b.固体和10%硫酸 c.溶液和75%硫酸
(2)A装置的作用有三个:干燥气体、_______、_______。
(3)实验前将B装置中的活性炭粉(不参与反应)和硫粉铺平,其目的是_______;制备的化学方程式为_______。
(4)C装置中冰水的作用是_______。
(5)从实验简约性角度考虑,D、E装置可以用下列装置中的_______替代。
(6)探究的性质。向盛有10 mL水的锥形瓶中小心滴加10滴,可观察到反应剧烈,液面上有白雾形成,并逸出有刺激性气味的气体,该气体能使品红溶液褪色。轻轻振荡锥形瓶,待白雾消失后,向溶液中滴加溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀析出。
①将溶液蒸干并灼烧得不到无水,而将与混合并加热,可得到无水,写出该反应的化学方程式:_______。
②受①启发,有同学将和 混合共热制备无水,结果发现中混有,分析其原因:_______。
【答案】(1)a
(2)混合和 通过观察气泡控制两种气体通入比例
(3)增大固气接触面积,加快反应、使反应充分
(4)冷凝蒸气,液化收集产品
(5)Ⅲ
(6) 水解生成,具有还原性,加热条件下将还原为,生成
【详解】(1)a.固体+75%硫酸:固体与中等浓度强酸,复分解平稳生成,硫酸浓度适中,水分少,气体逸出顺畅,a符合题意;
b.10%硫酸浓度过低,易溶于水溶液中,难以逸出收集,b不符合题意;
c.亚硫酸钠溶液含水过多,大量溶于水,难以收集,c不符合题意;
(2)由分析可知,装置A中浓硫酸的作用为干燥、两种气体;使与充分均匀混合;通过观察导管内气泡产生速率,控制、的通入体积比例;
(3)活性炭、硫粉平铺可与增大固体反应物与气体的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;、、加热生成,化学方程式为;
(4)沸点77℃,冰水浴降温,冷凝汽化的蒸气,使其液化收集,提高产品收集率;
(5)D、E作用为:①吸收尾气、;②阻挡空气中水蒸气进入C,防止水解。
Ⅰ.只能吸水,不能吸收酸性尾气,不符合题意;
Ⅱ.浓硫酸仅干燥,不吸收、,不符合题意;
Ⅲ.碱石灰(固体)为碱性固体,可吸收、尾气,同时隔绝外界水蒸气,符合题意;
Ⅳ.溶液能吸收尾气,但溶液含水,水蒸气会进入C导致水解,不符合题意;
(6)①遇水剧烈水解;氛围抑制水解,化学方程式为;
②水解生成,具有还原性,加热条件下能将还原为,因此产物中混有。
【变式2】(2026·北京·模拟预测)为探究SO2与K2FeO4的反应产物,进行如下实验。向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,充分反应后过滤,得到沉淀X和滤液Y。将沉淀X洗净后,分别用足量且相同pH的盐酸、草酸(H2C2O4)溶液完全溶解。对所得溶解液,分别进行①~⑤实验(忽略空气的影响),如下图所示。
已知:i.X中可能含有Fe3+、、、OH-。
ii.。
下列说法不正确的是
A.仅凭实验②,不能判断沉淀X中是否含有
B.实验③中蓝色褪去,是因为I2被还原的速率快于I-被Fe3+氧化的速率
C.使用草酸溶解X的目的是形成,以促进X的溶解
D.结合氧化还原反应规律与上述实验,推断滤液Y中一定含有
【答案】D
【详解】A.实验②中盐酸溶解液含,可将可能存在的氧化为,也能与反应生成白色沉淀,因此仅凭实验②不能判断沉淀X中是否含有,A正确;
B.实验③中加入淀粉-溶液蓝色褪去,说明被还原的速率快,静置一段时间后溶液又变蓝,说明被氧化生成,整体蓝色褪去是因为被还原的速率快于被氧化的速率,B正确;
C.草酸为弱酸,相同pH的草酸与盐酸相比,草酸电离出的浓度更低,加入草酸可与形成稳定的,降低浓度,促进沉淀X的溶解,C正确;
D.实验⑤证明沉淀X用草酸溶解后产生的白色沉淀为,说明被氧化的产物不全是,部分S元素以形式存在于沉淀X中,无法推断滤液Y中一定含有,D错误;
故选D。
【变式3】(2026·北京东城·二模)以下反应中硫元素只被氧化的是
A.硫粉和铁粉混合均匀,加热,生成黑色固体
B.向溴水中通入二氧化硫气体,溶液褪色
C.向硫化钠溶液中加入几滴硝酸银溶液,生成黑色沉淀
D.向硫代硫酸钠溶液中加入稀硫酸,出现乳白色浑浊
【答案】B
【详解】A.反应为,硫单质中硫为0价,反应后变为-2价,化合价降低,硫被还原,A不符合题意;
B.反应为,中硫为+4价,反应后变为中的+6价,化合价升高,硫只被氧化,B符合题意;
C.该反应是复分解反应,反应前后硫元素化合价不变,C不符合题意;
D.反应为,中硫为+2价,产物中既有0价硫(化合价降低,被还原),又有+4价硫(化合价升高,被氧化),硫既被氧化又被还原,D不符合题意;
故选B。
考向2 考查硫的氧化物的污染与防治
例2(2024·北京朝阳·一模)下列方程式与所给事实不相符的是
A.Al溶于NaOH溶液产生无色气体:2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
B.用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S产生黑色沉淀:Cu2++S2-=CuS↓
C.Fe(OH)2在空气中放置最终变为红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
D.乙醛与新制的Cu(OH)2在加热条件下产生砖红色沉淀:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
【答案】B
【详解】A.Al溶于NaOH溶液产生无色气体:2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑或,A正确;
B.H2S是弱电解质,不能完全电离,故用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S产生黑色沉淀:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,B错误;
C.Fe(OH)2在空气中放置最终被氧气氧化为Fe(OH)3变为红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,C正确;
D.乙醛与新制的Cu(OH)2在加热条件下产生砖红色Cu2O沉淀:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O,D正确;
故选B。
【变式1·变载体】探究一定浓度与卤素离子(、、)的反应。实验如下:
(1)a.用酸化的溶液检验白雾,产生白色沉淀;
b.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化。白雾中含有___________。
(2)用溶液检验iii中气体,产生黑色沉淀,该气体是___________。
(3)检验ii中产物:
Ⅰ.用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体,试纸变蓝,说明含。
Ⅱ.取ii中部分溶液,用萃取。层显棕红色,水层(溶液)无色。证实溶液中含,过程如下:
①白色沉淀1的成分是___________。
②生成黄色沉淀3的离子方程式是___________。
(4)已知:(、、)。探究ii中溶液存在、的原因:将ii中溶液用水稀释,溶液明显褪色,推测褪色原因:
a. 与发生了反应。
b.加水稀释导致溶液颜色变浅。
c.与在溶液中发生了反应。
①资料: ,判断___________(填“是”或“不是”)主要原因。
②实验证实不是主要原因,所用试剂和现象是___________。
可选试剂:溶液、、溶液
③原因成立。稀释前溶液未明显褪色,稀释后明显褪色,试解释原因:___________。
(5)实验表明,一定浓度能氧化、,不能氧化,从原子结构角度说明___________。
【答案】(1)HCl
(2)H2S
(3)硫酸钡和亚硫酸钡 SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O
(4)不是 ,层无明显变化 降低硫酸浓度,减小其氧化性
(5)氯原子半径小,氯元素非金属性质强,其阴离子还原性弱
【详解】(1)用溶液检验白雾,产生白色沉淀,则白雾中可能含有Cl2,HCl,用湿润的KI淀粉试纸检验无变化,则白雾中没有Cl2,因为Cl2+2I-=I2+2Cl-,淀粉遇碘单质变蓝;
(2)因为用CuSO4检验会产生CuS沉淀,则白雾中含有-2价的S,因为产生紫色固体(I2),即硫酸和碘化钠发生氧化还原反应,碘元素化合价由-1价升高到0价,则硫元素化合价由+6价降到-2价,所以气体可能是H2S;
(3)①溶液A应该有硫酸根离子,可能有二氧化硫,故向其中加入氢氧化钡后产生的白色沉淀1中应该是硫酸钡和亚硫酸钡,再加入硫酸后,形成的溶液2中应该含有二氧化硫或者亚硫酸,这样加入硫化钠后才能生成黄色沉淀3,同时也证明了溶液A中含有二氧化硫;
②黄色沉淀3是硫单质,这是-2价硫和+4价硫归中反应后生成的,其离子方程式是SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O;
(4)①反应 常数比较小,则反应不易发生,故a不是主要原因;
②若b是主要原因,则溴单质的物质的量不变,仅是物质的量浓度发生变化,则这时加入萃取,层应显示棕红色;若b不是主要原因,则加入萃取,层应无明显变化。
③稀释前硫酸浓度较大,通过本实验可以知道,这个浓度的硫酸可以氧化溴离子变成溴单质,故答案为:降低硫酸浓度,减小其氧化性;
(5)非金属性越强,其阴离子的还原性越弱,故答案为:氯原子半径小,氯元素非金属性质强,其阴离子还原性弱。
【变式2·变题型】(2024·北京东城·一模)溶液久置变为黄色(记为溶液A)。探究溶液A中阴离子的种类。
已知:
ⅰ.
ⅱ.某些盐的溶解性(注:、同主族)
盐
ZnS(白色)
CuS(黑色)
SrS
溶解性
难溶
极难溶
易溶
难溶
难溶
易溶
ⅲ.、、、、ZnS均可被氧化。
(1)查阅资料可知,溶液变黄是因为生成了,转化为时,溶液的pH会___________(填“升高”或“降低”)。
(2)探究溶液A中含硫粒子的种类。
①加入过量盐酸后的现象证实A中存在和___________(填离子符号)。
②向少量含淀粉的稀碘水中滴加滤液2(已调至中性),___________(填现象),证实溶液A中有。
③加入过量溶液的目的是___________。
(3)利用如下实验可测定中x的值。
【实验原理】,其中和的化学计量数之比等于___________。通过测定和可确定x的值。
【实验过程】
实验Ⅰ
实验Ⅱ
①实验Ⅰ中加入的目的是除去,相关离子方程式是___________。
②实验Ⅱ中操作X是加入___________(补全试剂和操作)。
③用标准溶液滴定___________(填序号,下同),可确定;再用标准溶液滴定___________,可确定。(说明:滴定过程中需调节pH)
a.溶液A b.溶液 c.沉淀E d.溶液F
【数据处理】计算x的值。
【答案】(1)升高
(2) 溶液蓝色褪去 除去和,防止其干扰的检验
(3)(x-1):1 过量溶液,过滤 c bd
【详解】(1)由题中信息:可知,S2-转化为需要硫单质的参与,即有硫离子转化为硫单质,其离子方程式为2S2-+O2+2H2O=2S↓+4OH-,反应生成了OH-,所以溶液的pH升高;
(2)①沉淀2加过量盐酸时沉淀部分溶解产生刺激性气味的气体可知,沉淀2为SrSO3和SrSO4组成的混合物,即滤液1中存在着和硫酸根离子,说明黄色溶液A中存在着和;
②题中信息可知溶液A中有,且可被I2氧化,所以向少量含淀粉的稀碘水中滴加滤液2(已调至中性),溶液蓝色褪去,证实溶液A中有;
③由题中信息ⅲ. 、、S2-、、ZnS均可被I2氧化可知,要用含淀粉的稀碘水证实溶液A中有,则要排除、S2-、的干扰(用过量的SrCl2溶液除去),所以其中滴加过量的溶液的目的是除去和,防止其干扰的检验;
(3)由题中信息:以及可知,,即,所以其中和的化学计量数之比等于(x-1):1;
①实验Ⅰ中加入Zn(OH)2的目的是除去S2-,相关离子方程式是;
②据以上分析可知,无色溶液C中主要含有、、S2-,往其中加入过量的SrCl2溶液,将完全沉淀,即实验Ⅱ中操作X是加入过量溶液,过滤;
③黄色溶液A中加入过量的氢氧化锌浊液,过滤得到的白色沉淀含ZnS、不含硫单质,说明溶液中原有的S2-完全沉淀,即沉淀E中的S2-应是转化来的,所以用碘单质标准溶液滴定沉淀E(ZnS可被I2氧化),即可确定;据上分析可知,溶液F中的,包括两部分来源,第1部分来自原溶液B1,第2部分是黄色溶液B1加入过量的亚硫酸钠溶液发生反应生成的,用I2标准溶液滴定溶液F和溶液B2,这两者滴定的差值即是,故答案为:c;bd。
【变式3·变考法】干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中的常用方法,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.单质硫为黄色固体
B.脱硫反应为
C.该方法中可循环利用的物质是
D.脱硫过程中,增大反应物的接触面积可提高脱硫速率
【答案】C
【详解】A.单质硫为黄色的固体,A正确;
B.根据反应原理图可知,脱硫反应时H2S与生成和H2O,化学反应为,B正确;
C.该方法中为催化剂,参与脱硫反应,并可循环再生,因此可循环利用的物质是,C错误;
D.脱硫过程中,增大反应物的接触面积可以加快反应速率,提高脱硫效率,D正确;
答案选C。
考点二 浓硫酸的性质及硫酸根的检验
知●识●解●构
知识点1 硫酸的性质
1.硫酸的物理性质
硫酸是一种无色、黏稠的油状液体,密度比水大。浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
2.稀硫酸——具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中发生电离的化学方程式为H2SO4===2H++SO,因此,硫酸具备酸的通性,可与酸碱指示剂作用,也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应
(1)与酸碱指示剂发生显色反应:遇紫色石蕊变红,遇酚酞不变色
(2)与活泼金属反应产生氢气:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
(3)与碱性氧化物反应生成盐和水:MgO+H2SO4===MgSO4+H2O
(4)与碱发生中和反应:Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O
(5)与某些盐反应生成新盐和新酸:BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl
3.浓硫酸的特性
(1)吸水性:浓H2SO4能吸收物质(气体、结晶水化物)中湿存的水分,利用此性质可用浓H2SO4作干燥剂,干燥一些不与浓硫酸反应的气体(中性或酸性气体且无还原性的气体)
①能干燥的气体:H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
②不能干燥的气体:碱性气体(NH3等);还原性气体(如 H2S、HBr、HI 等)
(2)脱水性:浓硫酸能将组成有机物的H、O元素按原子个数比2:1以“H2O”的形式脱去的性质
(3)强氧化性
①与金属铜的反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验过程
在带有导管的橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管中加入2mL浓硫酸,塞好橡胶塞,使铜丝与浓硫酸接触。加热,将产生的气体先后通入品红溶液和石蕊溶液中,观察实验现象。向外拉铜丝,终止反应。冷却后,将试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一只试管里,观察溶液的颜色
实验装置
实验现象
①a试管中铜丝表面有气泡产生;b试管中的溶液逐渐变为无色;c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
②将a试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液显蓝色
实验结论
Cu与浓硫酸反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
实验说明
a.通过可抽动的铜丝来控制反应的发生或停止
b.浸有碱液的棉花团可以吸收多余的SO2,以防止污染环境
c.Cu与浓硫酸的反应中,浓H2SO4的作用:强氧化性和酸性
②与其他金属反应的规律
a.除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用,在这些氧化还原反应中,浓H2SO4还原产物为SO2
b.与铁、铝的反应:常温下,铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化(化学变化),从而阻止了酸与内层金属的进一步反应,所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。加热时,浓硫酸能与铁反应
浓硫酸与铁共热:2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
c.与活泼金属反应:与活泼金属(Zn)反应,开始产生SO2,硫酸浓度变稀后,成成的气体为H2
Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O, Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑
d.与不活泼金属反应:随着反应的进行,浓硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
如:1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,生成的SO2的物质的量小于1 mol
③与非金属的反应——反应需要加热,否则不反应
a.与木炭反应:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
b.与硫的反应:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
c.与红磷反应:2P+5H2SO4(浓)2H3PO4+5SO2↑+2H2O
④与具有还原性的化合物反应,与H2S、FeSO4、HI、HBr等物质反应
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
2FeSO4+2H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O
得分速记
1.浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性,而浓硫酸在与非金属的反应中只表现氧化性
2.浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2
3.常温下与活泼金属反应表现强氧化性和酸性,生成硫酸盐和SO2,硫酸变稀后,生成的气体为H2
4.加热与不活泼金属反应时,即使金属过量也不能使H2SO4完全反应,也不会产生H2
5.与不活泼金属和非金属反应时,反应需要加热,否则不反应
4.浓硫酸和稀硫酸的鉴别
物质
方法
浓硫酸
稀硫酸
物理
性质
加水
放出大量热
无明显变化
观状态
油状液体
液态
密度
ρ浓H2SO4>ρ稀H2SO4
化学
性质
铁片
无明显变化(钝化)
铁片逐渐溶解,并产生无色气体
铜片(加热)
铜片溶解,产生无色气体
不反应
白纸
变黑
无明显变化
胆矾
蓝色变白
胆矾溶解形成蓝色溶液
知识点2 硫酸的工业制备
工业制硫酸的原理示意图
上述流程涉及的化学方程式
①S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②2SO2+O22SO3
③SO3+H2O===H2SO4
知识点3 硫酸根的检验
1.SO的检验(干扰离子可能有:CO32-、SO32-、SiO32-、Ag+、PO43-等)
操作方法:被检液无明显现象(若有沉淀,静置后取上层清液)有无白色沉淀(若有白色沉淀产生,则说明待检验溶液中含有SO;若无白色沉淀产生,则说明待检验溶液中不含SO)
得分速记
1.先加稀盐酸的目的是防止CO、SO、Ag+干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生
2.可能发生反应的离子方程式有
CO+2H+===CO2↑+H2O、SO+2H+===SO2↑+H2O、Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SO===BaSO4↓
3.答题模板:取少量溶液于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明有SO
2.SO的检验
被检液沉淀气体品红溶液褪色,说明含SO
(1)原理:SO+2H+===SO2↑+H2O;SO+Ca2+===BaSO3↓;CaSO3+2H+===Ca2++SO2↑+H2O
(2)操作方法:取少量溶液于试管中,加入CaCl2溶液生成白色沉淀,再加入稀盐酸,将产生的气体通入品红溶液,红色褪去,则含有SO
考●向●破●译
考向1 考查硫酸的性质
例1(2026·北京丰台·二模)实验室用如下装置制取并检验乙烯。
下列说法不正确的是
A.配制混合液时,先向烧瓶中加乙醇,再缓慢加入浓硫酸
B.实验时应迅速升温至170℃,温度低易发生取代反应生成乙醚
C.乙醇和浓反应生成乙烯说明浓硫酸具有脱水性
D.试剂X为,排除的干扰物为乙醇
【答案】D
【详解】A.浓硫酸密度大于乙醇,稀释混合时会放出大量热,因此配制混合液时,需要先向烧瓶中加入乙醇,再缓慢注入浓硫酸,操作正确,A不符合题意;
B.乙醇在浓硫酸作用下,170℃时主要发生消去反应生成乙烯,140℃时主要是乙醇分子间发生取代反应生成乙醚,因此该说法正确,B不符合题意;
C.乙醇和浓硫酸反应生成乙烯的过程中,乙醇在浓硫酸作用下脱去一个水分子生成乙烯,属于脱水反应,体现了浓硫酸的脱水性,C不符合题意;
D.该反应的副产物有和挥发出的乙醇,二者均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰乙烯检验。除杂试剂X应能同时除去和乙醇,通常用NaOH溶液,仅用水无法有效除去,D符合题意;
答案选D。
解题妙招
谨记浓硫酸的特性
1. 强氧化性:浓硫酸在加热条件下显示强氧化性(+6价硫体现了强氧化性),能与大多数金属反应,也能与非金属反应,常温下,铁铝遇浓硫酸钝化,可用铝罐车或铁罐车运输浓硫酸。
2. 脱水性:能将有机物(蔗糖、棉花等)以水分子中H和O原子个数比2︰1脱水,炭化变黑。
3. 吸水性:浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气,可作干燥剂,可干燥H2、O2、SO2、CO2等气体,但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI四种气体。
【变式1】(2024·北京·三模)蔗糖与浓硫酸发生反应时有白雾产生。某化学小组对其成分进行探究。
查阅资料:
i.白雾中可能含有、、、水蒸气。
ii.常温下,可与银氨溶液反应:。
iii.文献中实验及现象如下:
a处注入浓硫酸后,混合物逐渐变为黑色,黑色物质体积膨胀,生成白雾:c、d处颜色褪去;e处固体白色变为蓝色;f处产生少量白色浑浊;g处生成黑色浑浊。
.小组同学对文献中实验现象进行分析。
(1)a处变为黑色,体现浓硫酸___________性。
(2)针对c、d、e处现象,分析不正确的是___________。
A.c处品红褪色,说明浓硫酸具有强氧化性
B.d处可能是使高锰酸钾溶液褪色
C.将e处无水移至a、c之间,可证明产物有水
(3)f处沉淀较少,可能是因为通入气体过量导致。写出过量时,沉淀变少的化学方程式___________。
(4)经检验,g处黑色固体是Ag,但不能确认白雾含。从氧化还原角度说明理由___________。
.综合上述分析,小组同学对实验进行改进。
(5)证明有生成的实验现象是___________。
(6)设计实验证明反应后k处溶液中含有。取反应后k处溶液,___________。(写出实验操作、预期现象与结论)
【答案】(1)脱水
(2)C
(3)
(4)g处黑色固体是Ag,说明银氨溶液发生还原反应,二氧化硫具有还原性,所以不能确认白雾含
(5)f处澄清石灰水不变浑浊,g处产生黑色固体
(6)加入足量盐酸,反应生成的气体依次通过足量高锰酸钾溶液、澄清石灰水,高锰酸钾溶液没有完全褪色、澄清石灰水变浑浊,证明k处溶液中含有
【详解】(1)a处变为黑色,说明蔗糖脱水碳化,体现浓硫酸脱水性。
(2)A.c处品红褪色,说明有二氧化硫生成,浓硫酸和碳反应放出二氧化硫,则体现浓硫酸的强氧化性,故A正确;
B.二氧化硫具有还原性,d处可能是使高锰酸钾溶液褪色,故B正确;
C.将e处无水移至a、c之间,由于蔗糖用水浸湿、c处棉球也会带出水蒸气,所以不能证明产物有水,故C错误;
选C。
(3)过量时,亚硫酸钙和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钙使沉淀变少,反应的化学方程式为。
(4)经检验,g处黑色固体是Ag,说明银氨溶液发生还原反应,二氧化硫具有还原性,所以不能确认白雾含。
(5)f处澄清石灰水不变浑浊,说明没有二氧化硫进入g,g处产生黑色固体,证明有生成;
(6)取反应后k处溶液,加入足量盐酸,反应生成的气体依次通过足量高锰酸钾溶液、澄清石灰水,高锰酸钾溶液没有完全褪色、澄清石灰水变浑浊,证明k处溶液中含有。
【变式2】以下关于SO2的生成、检验、吸收的说法正确的是
A.利用反应Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+H2↑产生SO2
B.浓硫酸中S元素均从+6价降低为了+4价
C.SO2是酸性氧化物,因此可以用碱吸收
D.在此反应中,浓硫酸体现脱水性
【答案】C
【详解】A.利用反应铜和浓硫酸加热条件下反应产生SO2,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,故A错误;
B.浓硫酸中S元素一部分从+6价降低为了+4价,另一部分化合价未变,故B错误;
C.SO2是酸性氧化物,碱液和酸性氧化物反应生成盐和水,因此SO2可以用碱吸收,故C正确;
D.在此反应中,浓硫酸中S元素一部分从+6价降低为了+4价,另一部分化合价未变,因此浓硫酸体现强氧化性和酸性,故D错误。
综上所述,答案为C。
【变式3】(2026·北京西城·二模)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,②中现象能证实①中生成指定产物的是
选项
①中实验
产物
②中现象
A
加热NH4Cl与浓NaOH的混合液
NH3
酚酞溶液变红
B
加热Cu与浓硫酸的混合物
SO2
BaCl2溶液出现浑浊
C
加热镁条与水的混合物
H2
肥皂水冒泡
D
加热1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液
1-丁烯
酸性KMnO4溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.加热与浓混合液生成,是唯一的碱性气体,溶于水生成,电离出使酚酞溶液变红,无其他干扰因素,可证实生成,A正确;
B.亚硫酸酸性弱于盐酸,与溶液不反应,不会出现浑浊,不能证实生成,B错误;
C.加热时①中空气受热膨胀逸出,也会使肥皂水冒泡,无法证明生成,C错误;
D.乙醇易挥发,挥发的乙醇具有还原性,也能使酸性溶液褪色,干扰1-丁烯的检验,不能证实生成1-丁烯,D错误;
故答案选A。
考向2 考查硫酸的制备
例2(2025·北京通州·一模)工业上以硫黄为原料生产硫酸的主要流程如下。
已知:步骤Ⅱ中的平衡转化率随温度和压强的变化情况如下表。
温度/℃
平衡时的转化率/%
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
5 MPa
10 MPa
450
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
550
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ中进料温度超过硫的沸点,部分硫蒸气直接进入步骤Ⅱ,会导致硫的利用率降低
B.步骤Ⅱ中通入过量的空气,目的是提高的平衡转化率
C.从节能角度考虑,步骤Ⅱ中实际生产中应选择450℃和0.1 MPa
D.步骤Ⅲ中用吸收
【答案】D
【详解】A.步骤Ⅰ中进料温度超过硫的沸点会使部分硫蒸气直接进入步骤Ⅱ,从而导致硫不能完全转化为二氧化硫,使得硫磺的利用率降低,故A正确;
B.步骤Ⅱ中通入过量的空气有利于增大反应物氧气的浓度,使平衡向正反应方向移动,从而提高二氧化硫的转化率,故B正确;
C.由表格数据可知,450℃和10MPa时二氧化硫的转化率最高,但压强由0.1MPa升高到10Mpa时,二氧化硫的转化率提升并不明显,所以实际生产中从节能角度考虑,通常选择450℃和0.1MPa,故C正确;
D.由分析可知,步骤Ⅲ中用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫得到硫酸,防止用水或稀硫酸吸收三氧化硫形成酸雾而导致三氧化硫的吸收效率降低,故D错误;
故选D。
【变式1】(2025·北京海淀·一模)是一种重要的工业原料。
(1)古代曾以绿矾()干馏产物制备。加热绿矾后得到红棕色粉末,同时生成两种硫的氧化物,反应的化学方程式为_______。
(2)早期工业上采用铅室法制硫酸,反应过程如下:
i.
ii.
iii.
①铅室法制硫酸的总反应为_______。
②的结构式为其中原子的杂化方式为_______。
(3)现代工业采用接触法制硫酸。
①在接触室发生反应不同的温度和压强下,的平衡转化率如图,图中横坐标代表_______(填“温度”或“压强”)。
②接触室中,催化剂分多层放置。原料气每经过一层催化剂发生反应后,用换热器将热量导出并用于原料气的预热。从反应速率与平衡的角度解释上述设计的目的:_______。
(4)用软锰矿浆(主要成分为)吸收制硫酸尾气中的,并制备。
①用软锰矿浆吸收时发生反应的化学方程式为_______。
②测定吸收后所得溶液中元素的含量。取待测液,加入溶液,充分反应后,加热煮沸,去除过量的,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
已知:
待测液中元素的含量为_______。
③若未加热煮沸,会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【答案】(1)
(2)
(3)温度 反应速率角度:避免反应放热导致温度过高,催化剂失活,反应速率下降或通过换热使原料气预热,温度升高,提高初始反应速率;平衡角度:避免温衡转化率显著下降
(4) 偏大
【详解】(1)加热绿矾得到红棕色粉末,可知有生成,同时生成两种硫的氧化物,可知有生成,加热过程中结晶水先失去,则反应的化学方程式。
(2)①根据铅室法制硫酸反应过程,可知是催化剂,和是中间产物,是反应物,是产物,把i、ii、iii三步反应的化学方程式相加, 去掉中间产物,可得总的反应化学方程式。
②的结构式为,可知S原子与周围O原子的价层电子对数为,所以S原子采取的是杂化。
(3)①从图可知,横坐标增大,的平衡转化率是减小的。该反应是气体分子数减少的反应,若是压强,压强增大,的平衡转化率应是增大的,另该反应是放热反应,则增大温度,平衡会向吸热反应即逆反应方向移动,的平衡转化率减小,故横坐标代表温度。
②用换热器将热量导出,可以避免接触室内温度过高,催化剂失去活性,反应速率下降,另外导出的热量可使原料气预热,温度升高,提高初始反应速率;从平衡角度讲,该反应是放热反应,温度过高会使平衡转化率下降。
(4)①用软锰矿浆(主要成分为)吸收,并制备反应的化学方程式为。
②用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液,此过程发生的反应是,结合已知反应可得到关系式
设待测液中元素的浓度为x,可得解得即元素的浓度为。
③若未加热煮沸,待测液中含有少量的,会使标准液消耗变多,从而使测定结果偏大。
【变式2】(2024·北京·高考真题)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】B
【详解】A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式:,故A正确;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,故B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生,即可以减少废渣产生,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为、,可以用碱液吸收,故D正确;
故选B。
【变式3】(25-26高三上·北京海淀·期末)硫酸是重要化工原料,工业生产硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.Ⅰ的化学方程式:
B.Ⅱ中排放出的和可循环利用
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用水吸收
【答案】D
【详解】A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,A正确;
B.在接触室中,和的催化氧化反应是可逆反应,未反应的和可以再次通入接触室循环反应,提高原料利用率,B正确;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4等固体,即可以减少废渣产生,C正确;
D.尾气主要成分是,用水吸收会生成亚硫酸,但亚硫酸不稳定且溶解度有限,吸收效率低;工业上通常用氨水或氢氧化钠溶液吸收,以提高吸收效果并回收硫资源,D错误;
故选D。
考向3 考查酸根离子的检验
例3(2025·北京·三模)实验小组探究溶液酸碱性对锰化合物和氧化还原反应的影响。
资料:i.呈绿色,为棕黑色沉淀,几乎无色。
ii.在强碱性溶液中能稳定存在。在酸性、中性或弱碱性溶液中易转化为和。
iii.为微溶物。
实验
试剂
现象
I
a:10滴溶液
b:20滴溶液
溶液紫色变浅至接近无色,静置一段时间后出现乳白色浑浊。
II
a:10滴蒸馏水
b:20滴溶液
紫色溶液逐渐褪色,产生棕黑色沉淀。
III
a:10滴溶液
b:2滴溶液和18滴蒸馏水
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置5min,未见明显变化。
IV
a:10滴溶液
b:20滴溶液
溶液变为绿色,无沉淀生成;静置5min,绿色变浅,有棕黑色沉淀生成。
(1)用离子方程式解释实验I中出现乳白色浑浊的原因_______。
(2)已知,实验I、II、III中均被氧化为。针对实验II、III进行分析:
①证实II所得溶液中有的方案与现象为_______。
②取少量III中所得溶液加入足量稀盐酸后,再加入溶液能观察到有白色沉淀生成。由此判断III中生成。此结论是否正确,理由是_______。
通过其他实验方案证实Ⅲ中生成了。
(3)针对实验III、IV进行分析:
①实验III中“溶液变为绿色”相应反应的离子方程式为_______。
②实验IV中“静置5min,有棕黑色沉淀生成”的可能原因(写出2点):_______。
(4)针对实验III、IV继续探究:
①实验V:向实验III的试管中继续滴加足量,振荡,溶液立即变为紫红色,产生棕黑色沉淀。
②实验VI:向实验IV的试管中继续滴加足量,振荡,绿色溶液迅速变为无色,棕黑色沉淀逐渐减少直至消失。静置一段时间后,出现乳白色浑浊。
对比实验V、VI,结合方程式分析实验VI滴加后溶液未见紫红色的可能原因_______。
(5)综合上述实验,在下图中用连线的方式补充实验I~VI已证实的锰化合物转化关系_______。
【答案】(1)S2O+2H+=SO2↑+S↓+H2O
(2)取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有SO 足量稀盐酸后可以排除溶液中硫代硫酸根离子和亚硫酸根离子的影响,此时再加入氯化钡生成白色沉淀可以证明III中生成硫酸根离子
(3)8MnO+S2O+10OH-=8MnO+2SO+5H2O 溶液中MnO与S2O碱性条件下反应生成MnO2棕黑色沉淀;MnO不稳定,在溶液中分解生成MnO2棕黑色沉淀
(4)MnO酸性条件与与S2O反应生成Mn2+,反应的离子方程式为2MnO+ S2O+6H+=2Mn2++2SO+3H2O
(5)
【详解】(1)由题意可知,向高锰酸钾溶液中滴入硫酸溶液后,滴入硫代硫酸钠溶液先发生如下反应:8MnO+5S2O+14H+=8Mn2++10SO+7H2O,后过量的硫代硫酸钠溶液与溶液中的稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫沉淀和水,反应的离子方程式为S2O+2H+=SO2↑+S↓+H2O;
(2)①由题意可知,用氯化钡溶液检验实验Ⅱ所得溶液中的硫酸根离子时,应加入足量的盐酸除去硫代硫酸根离子,排出硫代硫酸根离子对硫酸根离子检验的干扰,具体操作为取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有SO,故答案为:取少量实验Ⅱ所得溶液少许于试管中,先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有SO;
②取少量III中所得溶液加入足量稀盐酸后可以排除溶液中硫代硫酸根离子和亚硫酸根离子的影响,此时再加入氯化钡生成白色沉淀可以证明III中生成硫酸根离子;
(3)①由题意可知,实验Ⅲ中“溶液变为绿色”发生的反应为碱性条件下溶液中的高锰酸根离子与硫代硫酸根离子反应生成锰酸根离子、硫酸根离子和水,反应的离子方程式为8MnO+S2O+10OH—=8MnO+2SO+5H2O,故答案为:8MnO+S2O+10OH-=8MnO+2SO+5H2O;
②实验Ⅳ中“静置5min,有棕黑色沉淀生成”可能是溶液中MnO与S2O碱性条件下反应生成MnO2棕黑色沉淀,也可能是MnO不稳定,在溶液中分解生成MnO2棕黑色沉淀,故答案为:溶液中MnO与S2O碱性条件下反应生成MnO2棕黑色沉淀;MnO不稳定,在溶液中分解生成MnO2棕黑色沉淀;
(4)对比实验V、Ⅵ,实验Ⅵ滴加硫酸溶液后溶液未见紫红色说明酸性条件下溶液中锰酸根离子与硫代硫酸根离子反应生成锰离子、硫酸根离子和水,反应的离子方程式为2MnO+ S2O+6H+=2Mn2++2SO+3H2O,故答案为:MnO酸性条件与与S2O反应生成Mn2+,反应的离子方程式为2MnO+ S2O+6H+=2Mn2++2SO+3H2O;
(5)由实验I~Ⅵ可知,高锰酸根离子在酸性、中性、碱性条件下均具有氧化性,能将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子,但还原产物不同,酸性条件下生成锰离子、中性条件下生成二氧化锰、碱性条件下生成锰酸根离子;锰酸根离子在酸性条件下不稳定会分解生成高锰酸根离子和二氧化锰、也能将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子,被还原生成锰离子;二氧化锰酸性条件下能将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子,被还原生成锰离子,则实验I~Ⅵ已证实的锰化合物转化关系如下:
解题妙招
检验操作与易错警示
检验需严格遵循操作顺序,优先排除易干扰离子(如Ag+、CO32-),再针对目标离子设计验证链:
1.检验操作
①取样 → 加稀硫酸/盐酸 → 生成气体 → 通入品红溶液 → 褪色且加热复色 → 确认SO32-;
浓度影响: 低浓度SO32-:直接在酸化后的溶液中加品红(避免气体逸散损失);高浓度SO32-:气体通入品红(减少溶液杂质干扰)。
②取样 → 加足量稀盐酸酸化(无沉淀/气泡) → 再加BaCl2溶液 → 白色沉淀不溶 → 确认SO42-。
关键细节:盐酸需过量,确保完全排除CO32-、SO32-干扰;若直接加BaCl2产生沉淀,需用盐酸验证溶解性(BaCO3/BaSO3可溶)
2.易错警示
①SO42-检验三大禁忌:禁用硝酸酸化(氧化SO32-→SO42-造成假阳性);禁用Ba(NO3)2溶液(酸性条件下NO3-氧化SO32-);盐酸酸化后出现沉淀,需先过滤再检SO42-(防Ag+干扰)。
②SO32-检验的干扰气体:若气体使品红褪色但不恢复,可能是Cl2而非SO2;需通过酸性KMnO₄褪色或气味辅助鉴别。
【变式1】(2025·北京大兴·三模)下列实验的对应操作中不合理的是
A.制备晶体
B.检验是否沉淀完全
液面距刻线约 1 cm
C.从模拟侯氏制碱法获得后的母液中获取晶体
D.配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.加入乙醇,降低溶剂的极性,硫酸四氨合铜溶解度减小,会析出硫酸四氨合铜晶体,操作合理,A不符合题意;
B.向上层清液中加入氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,说明已经沉淀完全,操作合理,B不符合题意;
C.侯氏制碱法获得后的母液中获取晶体的方法为通入氨气并加入氯化钠晶体,降温,促使析出,而不是蒸发结晶,若蒸发结晶会水解,最后得不到晶体,操作不合理,C符合题意;
D.配制一定物质的量浓度的溶液定容阶段,当液面在刻度线以下约1-2cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,视线与凹液面最低处相平,操作合理,D不符合题意;
故选C。
【变式2】(2025·北京·模拟预测)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作不符合规范的是
A.铜与浓硫酸反应并检验气态产物
B.检验是否沉淀完全
C.制备晶体
D.证明苯和液溴为取代反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,气态产物为SO2,可利用SO2的漂白性进行检验,观察到品红溶液褪色,并且浸有NaOH溶液的棉团吸收尾气防止污染,故A正确;
B.沿烧杯壁向上层清液中加入氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,说明已经沉淀完全,故B正确;
C.[Cu(NH3)4]SO4不溶于乙醇,向[Cu(NH3)4]SO4加入乙醇,有利于[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出,故C正确;
D.用图中装置制取溴苯时,将液溴加入苯中,在催化剂存在下发生反应,从圆底烧瓶中出来的HBr中混有的溴蒸气,溴蒸气也可使硝酸银溶液产生沉淀,无法证明苯与液溴反应为取代反应,故D错误;
故选D。
【变式3】(2024·北京大兴·三模)某实验小组研究FeCl3溶液与Na2SO3溶液之间的反应,进行如下实验探究:
编号
实验试剂及用量
开始混合时现象
30min时
3天后
I
取1.0mol/LFeCl3溶液2mL滴加1.0mol/LNa2SO3溶液2滴
溶液立即变为红色
红色明显变浅
溶液呈黄绿色
Ⅱ
取1.0mol/LNa2SO3溶液2mL滴加1.0mol/LFeCl3溶液2滴
溶液立即变为红色,比I中略浅
与开始混合时一致
溶液呈黄绿色
查阅资料:
下列说法不正确的是
A.配制 FeCl3溶液时,先将FeCl3溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度是为了抑制Fe3+的水解
B.上述实验在开始混合时观察到的现象不涉及氧化还原反应,实验Ⅱ中红色比I中略浅的原因可能是Fe3+起始浓度小
C.1~30min立即变红,随后变浅,证明生成红色配合物速率较快,红色配合物生成橙色配合物速率较慢
D.取黄绿色溶液先滴加HCl溶液,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,可证明FeCl3溶液与Na2SO3溶液发生了氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.FeCl3在水中可以水解,生成氢氧化铁和HCl,故配制FeCl3溶液时,需将FeCl3固体溶于浓盐酸,抑制其水解,再加水稀释至所需浓度,A正确;
B.上述实验在开始混合时观察到的现象是由于Fe3+和发生双水解反应生成Fe(OH)3,故不涉及氧化还原反应,实验Ⅰ中取1.0mol/LFeCl3溶液2mL滴加1.0mol/LNa2SO3溶液2滴,实验Ⅱ中取1.0mol/LNa2SO3溶液2mL滴加1.0mol/LFeCl3溶液2滴,两实验中的Fe3+浓度不同,同时浓度也不相同,所以开始混合时,实验Ⅱ中红色比Ⅰ中略浅,不一定是Fe3+起始浓度小,也可能是浓度起始浓度更大,B正确;
C.由题干信息可知,络合物HOFeOS(Ⅳ)O2呈红色,而HOFeOS(Ⅴ)O2呈橙色,1~30min立即变红,随后变浅,证明生成红色配合物速率较快,红色配合物生成橙色配合物速率较慢,C正确;
D.取黄绿色溶液先滴加HCl溶液,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,说明溶液中含有,但不能证明FeCl3溶液与Na2SO3溶液发生了氧化还原反应2Fe3+++H2O=2Fe2+++2H+,也可能是O2将氧化为,D错误;
故答案为:D。
考点三 硫及其化合物的转化关系
知●识●解●构
知识点1 硫及其化合物的转化关系
1.不同价态硫元素之间的相互转化
2.同种价态硫元素之间的转化
3.硫及其化合物之间的转化规律
(1)从价态类别角度认识不同价态的硫元素之间的相互转化,发生氧化还原反应,主要是氧化剂和还原剂之间的转化。硫元素化合价升高或降低时,一般升高或降低到其 相邻 的价态。含硫元素高价态的物质与含硫元素低价态的物质反应时,一般生成 中间 价态。同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应。写出反应方程式:2H2S+SO2 3S↓+2H2O 、2S2-+S+6H+ 3S↓+3H2O 。
(2)从物质类别的角度认识相同价态的硫元素之间的相互转化,发生非氧化还原反应。如SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化,H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化,可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。
写出反应②③④的化学方程式:
② H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O ;
③ Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑ ;
④ SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3 。
(3)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示:
如:H2S SO2SO3
写出(3)(4)(5)反应的化学方程式:
(3)2SO2+O22SO3;
(4)S+H2H2S;
(5)SO2+2H2S===3S↓+2H2O。
得分速记
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的还有:
氮元素
钠元素:NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素:CCOCO2H2CO3
另外有机化学中也常有连续氧化的过程:
R—CH2—OHR—CHOR—COOH
CH2===CH2CH3CHOCH3COOH
考●向●破●译
考向1 考查含硫化合物之间的相互转化
例1能实现下列物质间直接转化的元素是
单质氧化物酸(或碱)盐
A.Si B.S C.Fe D.Cu
【答案】B
【详解】A.Si与O2反应生成SiO2,SiO2难溶于水,不能与水直接反应生成酸,转化无法实现,A不符合题意;
B.S与O2点燃反应生成SO2,SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3与NaOH反应可生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠(均属于盐),转化可实现,B符合题意;
C.Fe与O2反应生成铁的氧化物,铁的氧化物都不能与水直接反应生成碱,转化无法实现,C不符合题意;
D.Cu与O2反应生成CuO,CuO难溶于水,不能与水直接反应生成碱,转化无法实现,D不符合题意;
故选B。
解题妙招
掌握两个转化关系
(1) H2SSO2SO3H2SO4;
(2) (2)SSO2SO3H2SO4
【变式1】(2026·北京丰台·一模)下列物质的用途体现价S的氧化性的是
A.工业上常用漂白纸浆 B.利用遇产生S可处理两种有毒气体
C.常用作食品抗氧化剂 D.实验室用与70%硫酸反应制取
【答案】B
【详解】A.漂白纸浆利用的是的漂白性,通过与有色物质结合生成无色不稳定物质实现,无元素化合价变化,不体现+4价S的氧化性,A错误;
B.与反应的化学方程式为,SO2中+4价S化合价降低为0价,得电子作氧化剂,体现氧化性,该用途可处理两种有毒气体,B正确;
C.作食品抗氧化剂时,其中+4价S化合价升高被氧化,体现还原性,不体现氧化性,C错误;
D.实验室用与70%硫酸反应制取,化学方程式为,该反应为复分解反应,未发生氧化还原反应,D错误;
故选B。
【变式2】(2025·北京海淀·二模)小组同学设计如下实验探究溶液与S的反应。
资料ⅰ.溶液中与S反应可能得到、或
资料ⅱ.不与6盐酸反应,和在6盐酸中均发生沉淀的转化。
根据实验推测,下列说法不正确的是
A.无色溶液a中不含或
B.固体b和c均为
C.银元素的价态不变,推测对S的氧化还原反应无影响
D.若增大溶液浓度和硫粉的用量,固体b中可能混有
【答案】C
【详解】A.无色溶液a加入KMnO4依然为紫红色,可知不存在还原性离子,故不含或,A正确;
B.不与6盐酸反应,固体b加6盐酸过滤得固体c,为,滤液加氯化钡和过氧化氢,无现象,说明无和,故固体b为,B正确;
C.与的亲和力较高结合生成反应趋向生成稳定硫化物,对S的氧化还原反应有影响,C错误;
D.若增大溶液浓度和硫粉的用量,则溶液中的硝酸根和氢离子可以氧化S生成,固体b中可能混有,D正确;
故选D。
【变式3】(2025·北京石景山·一模)是一种重要的工业原料,硫酸工业的发展进程大体可分为前工业生产、硝化法制硫酸的铅室法、硝化法制硫酸的塔式法和接触法制硫酸阶段。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆()取精华法”,补全反应的化学方程式______:
①____________;
②。
(2)一种硝化法制硫酸的反应原理分三步进行。
①被还原为NO,写出上述过程中硫元素被氧化的方程式______。
②中混有,有利于的氧化,原因是______。
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:。
①其他条件不变时,为寻求反应时的最佳操作温度(某一转化率下,反应速率最快时的温度),绘制某一转化率()下,反应速率(数值已略去)与温度的关系,如图所示。
解释时越大反应速率数值越低的原因______;越大最佳操作温度越______(填“高”或“低”)。
②平衡转化率下所对应的温度叫平衡温度。其他条件不变时,转化率(非平衡时或平衡时)与最佳操作温度、平衡温度的关系如下图所示。
曲线1为______温度曲线(填“平衡”或“最佳操作”),原因是______。
【答案】(1)
(2)和 NO和生成或,生成的或继续和反应
(3)越大反应物浓度越低,反应速率越慢 低 平衡 相同条件下平衡时的转化率最大
【详解】(1)①该反应中部分S元素的化合价由+6价变为+4价,根据原子守恒及氧化还原反应原理知,应该有部分O元素的化合价由-2价变为0价,则未知的生成物是O2,结合原子守恒配平方程式为;
(2)①N2O3被还原为NO,SO2被氧化为SO3,S燃烧时被氧化为SO2,则上述过程中硫元素被氧化的方程式为和;
②SO2中混有O2有利于SO2的氧化,原因是NO和O2生成NO2或N2O3,生成的NO2或N2O3继续和SO2反应;
(3)①根据图知,490℃时α越大反应速率数值越低的原因:α越大反应物浓度越低,反应速率越慢;由图可知,α越大最佳操作温度越低;
②相同条件下平衡时的转化率最大,根据图知,曲线1为平衡温度曲线。
考向2 考查利用转化关系推断物质
例1(25-26高三上·北京·期末)下列各组物质之间不可能实现如图所示转化的是
选项
X
Y
Z
M
A
S
B
C
CO
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.,,两步转化均可实现,A正确;
B.,但与不发生反应,无法直接生成,只能通过实现,不符合Y与M反应生成Z的转化条件,B错误;
C.,,两步转化均可实现,C正确;
D.,,两步转化均可实现,D正确;
故答案选B。
【变式1】下表是部分城市某日空气质量日报:
城市
污染指数
首要污染物
空气质量等级
A
98
23
67
Ⅱ
B
47
29
35
Ⅰ
C
62
80
113
Ⅲ
D
52
76
59
Ⅰ
(1)由表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是___________和可吸入颗粒物。
(2)的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原因之一可简单表示如图:
请回答下列问题:
①含硫燃料燃烧会直接产生___________影响空气质量。
②反应的化学方程式为___________。
③在一段时间内连续不断测定溶液D的,发现变小,表示该变化的化学方程式是___________。
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,写出该反应的离子方程式:___________。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是和可吸入颗粒物;故答案为:。
(2)①含硫燃料燃烧会直接产生影响空气质量,不会直接生成三氧化硫;故答案为:。
②反应是二氧化硫和氧气在催化剂加热条件下反应生成三氧化硫,其反应的化学方程式为;故答案为:。
③在一段时间内连续不断测定溶液D的,发现变小,说明亚硫酸被氧气氧化变为硫酸,则表示该变化的化学方程式是;故答案为:。
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,反应生成亚硫酸钠和水,其反应的离子方程式:;故答案为:。
【变式2】某精选的硫铁矿主要成分为二硫化亚铁(FeS2)和二氧化硅。利用其生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图:
(1)接触室中SO2与O2反应,控制反应条件为400℃、催化剂,目的是___________。
(2)吸收塔中发生反应的化学方程式为___________。
(3)反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有___________。
(4)反应釜Ⅱ,当固体X为铁粉时,铁粉的作用有___________。
(5)反应釜Ⅱ,当固体X为硫铁矿时,在氧化亚铁硫杆菌催化作用下,溶液a与FeS2发生反应。
①将离子方程式补充完整:_______________。
FeS2+ + Fe2+++
②研究温度对该反应的影响,发现随温度升高反应速率加快,但是当温度高于25℃时,反应速率下降。分析下降的原因是___________。
(6)从矿物资源充分利用的角度对该流程进行优化改进,可采取的措施是___________。
【答案】(1)加快化学反应速率
(2)SO3+H2O=H2SO4
(3)FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化
(4)将Fe3+还原为Fe2+,消耗过量的H2SO4
(5)FeS2+14Fe3++8H2O 15Fe2++2+16H+ 温度升高,氧化亚铁硫杆菌活性降低,反应速率下降
(6)煅烧反应釜Ⅰ中得到的固体,将产生的SO2气体用于制硫酸
【详解】(1)已知SO2和O2是一个正反应为放热的可逆反应,故接触室中SO2与O2反应,控制反应条件为400℃、催化剂,目的是加快反应速率,提高生成效率,故答案为:加快反应速率,提高生成效率;
(2)由分析可知,吸收塔用98.3%硫酸吸收SO3转化为H2SO4,则吸收塔中发生反应的化学方程式为SO3+H2O=H2SO4,故答案为:SO3+H2O=H2SO4;
(3)由分析可知,在反应釜Ⅰ中加入硫酸溶解,再用氧气氧化可得溶液a,则反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化,故答案为:FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化;
(4)由分析可知,主要成分为硫酸铁的溶液,进入反应釜Ⅱ中,向硫酸铁中加入铁粉得硫酸亚铁溶液,即反应釜Ⅱ,当固体X为铁粉时,铁粉的作用有将Fe3+还原为Fe2+,消耗过量的H2SO4,故答案为:将Fe3+还原为Fe2+,消耗过量的H2SO4;
(5)反应釜Ⅱ,当固体X为硫铁矿时,。
①由分析可知,溶液a的主要溶质为Fe2(SO4)3,根据氧化还原反应配平可得,在氧化亚铁硫杆菌催化作用下,溶液a与FeS2发生反应离子方程式为:FeS2+14Fe3++8H2O 15Fe2++2+16H+,故答案为:FeS2+14Fe3++8H2O 15Fe2++2+16H+;
②研究温度对该反应的影响,发现随温度升高反应速率加快,由于本反应使用了氧化亚铁硫杆菌,温度过高该生物催化剂的活性下降,导致温度高于25℃时,反应速率下降,故答案为:温度升高,氧化亚铁硫杆菌活性降低,反应速率下降;
(6)由分析可知,烧渣用酸溶解后得固体主要成分为二氧化硅和硫,硫经氧化得二氧化硫,可循环利用,可实现矿物资源充分利用,故答案为:煅烧反应釜Ⅰ中得到的固体,将产生的SO2气体用于制硫酸。
【变式3】短周期元素X、Y、Z在周期表中所处的位置如图所示,三种元素的原子质子数之和为32,下列说法正确的是
A.三种元素的气态氢化物都是弱电解质
B.三种元素中,Z元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强
C.元素的气态氢化物能与的最高价氧化物对应的水化物发生反应
D.Y元素的气态氢化物不能与Y的最高价氧化物对应的水化物发生反应
【答案】C
【详解】A.由分析可知,X、Y、Z分别为N、S和F,三种元素的气态氢化物中NH3为非电解质,H2S、HF均为弱酸,都是弱电解质,A错误;
B.由分析可知,Z为F,F无正价,故三种元素中,Y即S元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强,B错误;
C.由分析可知,X为N,元素的气态氢化物即NH3能与的最高价氧化物对应的水化物即HNO3发生反应,方程式为:NH3+HNO3=NH4NO3,C正确;
D.由分析可知,Y为S,Y元素的气态氢化物即H2S能与Y的最高价氧化物对应的水化物即H2SO4发生反应,反应方程式为:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,D错误;
故答案为:C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·北京卷,8,3分)下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
和浓硫酸
常温
固体
加热
银氨溶液
溶液和氨水
常温
固体和稀盐酸
加热
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.常温下和浓硫酸不反应,需要加热才能生成,试剂和条件搭配错误,A错误;
B.加热固体时,分解生成的和在试管口遇冷会重新化合生成,无法制得,B错误;
C.常温下,向溶液中逐滴加入稀氨水,至最初产生的沉淀恰好完全溶解,即可制得银氨溶液,试剂和条件均正确,C正确;
D.和稀盐酸加热不反应,需要和浓盐酸共热才能制得,试剂选用错误,D错误;
故选C。
2.(2025·北京卷,9,3分)依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
固体与浓硫酸反应可制备气体
固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B
难溶于盐酸,可作“钡餐”使用
可代替作“钡餐”
C
盐酸和溶液反应是吸热反应
盐酸和溶液反应是吸热反应
D
的沸点高于
的沸点高于
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.浓硫酸与NaCl反应生成HCl主要是因为浓硫酸的沸点高,难挥发,但浓硫酸具有强氧化性,与NaI反应,氧化I⁻生成I2,得不到HI,A错误;
B.BaSO4不溶于盐酸,不会产生有毒的钡离子,可做钡餐使用,而BaCO3会与胃酸反应生成有毒的Ba2+,不能替代BaSO4,B错误;
C.盐酸与NaHCO3反应吸热是特例,而盐酸与NaOH的中和反应是典型的放热反应,C错误;
D.H2O因含有分子间氢键,沸点高于H2S,同理HF也含有分子间氢键,沸点高于HCl,D正确;
故选D。
3.(2025·北京卷,7,3分)下列实验的相应操作中,不正确的是
A.制备并检验
B.实验室制取
为防止有害气体逸出,先放置浸溶液的棉团,再加热
实验结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
C.分液
D.蒸馏
先打开分液漏斗上方的玻璃塞,再打开下方的活塞
冷却水从冷凝管①口通入,②口流出
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铜与浓硫酸反应,生成二氧化硫,二氧化硫有毒会污染空气,二氧化硫属于酸性氧化物,可用氢氧化钠溶液吸收,所以为防止有害气体逸出,先放置浸溶液的棉团,再加热,A正确;
B.实验室制备氧气时,为了防止水槽中的水倒吸,实验结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,可避免试管炸裂,B正确;
C.分液时,为了使液体顺利流下,需保持分液漏斗内部和外界大气压相等,所以分液时,先打开分液漏斗上方的玻璃塞,再打开下方的活塞,将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出,操作方法正确,C正确;
D.蒸馏时,为了更好的冷凝效果,冷凝水应:“下进上出”,即②口通入,①口流出,操作方法错误,D错误;
故选D。
4.(2024·北京卷,7,3分)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】B
【详解】A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式:,故A正确;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,故B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生,即可以减少废渣产生,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为、,可以用碱液吸收,故D正确;
故选B。
5.(2025·北京卷,18,13分)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。
已知:
物质
、
(1)制
已知:
由制的热化学方程式为_______。
(2)制
I.在多级串联反应釜中,悬浊液与持续通入的进行如下反应:
第一步:
第二步:
Ⅱ.当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体。
①Ⅱ中生成的化学方程式是_______。
②配碱槽中,母液和过量配制反应液,发生反应的化学方程式是_______。
③多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是_______,需除去。
④尾气吸收器中,吸收的气体有_______。
(3)理论研究、与的反应。一定温度时,在浓度均为的和的混合溶液中,随的增加,和平衡转化率的变化如图。
①,与优先反应的离子是_______。
②,平衡转化率上升而平衡转化率下降,结合方程式解释原因:_______。
【答案】(1)
(2) 、SO2
(3) 溶液中发生的反应:ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+,H2CO3H2O+CO2;ⅱ.+SO2+H2O2。amol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行,溶液中c()不断增加,促使反应ⅱ逆向进行,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降
【详解】(1)已知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
将Ⅰ×2+Ⅱ×2得:,所以由制的热化学方程式为;
(2)① 当反应釜中溶液达到3.8~4.1时,形成的悬浊液转化为固体,根据元素守恒,还有水生成,化学方程式:;
②根据多级串联反应釜中的化学方程式可知,除了生成的焦亚硫酸钠外,母液中有亚硫酸氢钠剩余,又因为>,亚硫酸氢钠与过量发生反应的化学方程式为:;
③在燃烧炉中反应冷却后的气体中混有氧气,氧气能氧化亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,生成硫酸钠,所以多次循环后,母液中逐渐增多的杂质离子是,需除去;
④碳酸氢钠与二氧化硫发生的化学方程式为,生成了二氧化碳,二氧化碳用氢氧化钠吸收,转化成碳酸钠,可到多级串联反应釜中循环使用,所以尾气吸收器中吸收的气体有,在多级串联反应釜中持续通入的,则尾气吸收器中吸收的气体还有;
故答案为:;;;、SO2;
(3)① 由图可知,①,时,碳酸氢根平衡转化率较低,而亚硫酸根的平衡转化率较高,所以与优先反应;
②溶液中发生的反应:ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+,H2CO3H2O+CO2;ⅱ.+SO2+H2O2。amol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行,溶液中c()不断增加,促使反应ⅱ逆向进行,所以平衡转化率上升而平衡转化率下降。
故答案为:;溶液中发生的反应:ⅰ.+SO2+H2OH2CO3+,H2CO3H2O+CO2;ⅱ.+SO2+H2O2。amol后,随着n(SO2)增加,因H2CO3分解,促进ⅰ中SO2与碳酸氢根的反应不断正向进行,溶液中c()不断增加,促使反应ⅱ逆向进行。
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